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JP2003203748A - Hot plate - Google Patents

Hot plate

Info

Publication number
JP2003203748A
JP2003203748A JP2002320271A JP2002320271A JP2003203748A JP 2003203748 A JP2003203748 A JP 2003203748A JP 2002320271 A JP2002320271 A JP 2002320271A JP 2002320271 A JP2002320271 A JP 2002320271A JP 2003203748 A JP2003203748 A JP 2003203748A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hot plate
ceramic substrate
weight
temperature
ceramic
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.)
Withdrawn
Application number
JP2002320271A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuji Hiramatsu
靖二 平松
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 JP2002320271A priority Critical patent/JP2003203748A/en
Publication of JP2003203748A publication Critical patent/JP2003203748A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Surface Heating Bodies (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hot plate excellent in the thermal conductivity and the temperature rising/falling characteristic, having a high thermal efficiency in cooling, and in particular excellent in the temperature falling characteristics. <P>SOLUTION: The hot plate is structured so that a resistance heat emitting body is formed at the surface of or inside a ceramic base board, wherein a leak amount of the board measured by a helium leak detector is 10<SP>-7</SP>Pa.m<SP>3</SP>/sec (He) or less. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、主に半導体産業に
おいて使用され、昇温降温特性に優れるホットプレート
に関する。 【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
たヒータやウエハプローバ等が用いられてきた。 【0003】ところが、このような金属製のヒータは、
以下のような問題があった。まず、金属製であるため、
ヒータ板の厚みは、15mm程度と厚くしなければなら
ない。なぜなら、薄い金属板では、加熱に起因する熱膨
張により、反り、歪み等が発生していまい、金属板上に
載置したシリコンウエハが破損したり傾いたりしてしま
うからである。しかしながら、ヒータ板の厚みを厚くす
ると、ヒータの重量が重くなり、また、嵩張ってしまう
という問題があった。 【0004】また、抵抗発熱体に印加する電圧や電流量
を変えることにより、シリコンウエハ等の被加熱物を加
熱する面(以下、加熱面という)の温度を制御するので
あるが、金属板が厚いために、電圧や電流量の変化に対
してヒータ板の温度が迅速に追従せず、温度制御しにく
いという問題もあった。 【0005】そこで、特開平11−40330号公報に
は、基板として、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し、これらのセラ
ミックからなる板状体の表面に、金属粒子を焼結して形
成した抵抗発熱体が設けられたセラミック基板(ホット
プレート)が提案されている。 【0006】このような構成のホットプレートは、通
常、支持容器に収められ、加熱を行った後の冷却時に
は、冷却速度を上げるため、冷媒を支持容器に流し、セ
ラミック基板を急速冷却していた。 【0007】 【発明が解決しようとする課題】ところが、これらのセ
ラミックを使用したホットプレートは、金属製のヒータ
に比べると昇温降温速度に優れるものの、特に、冷媒等
を用いて冷却する際の降温特性に関し、要求される特性
を充分に満足するものではなかった。 【0008】 【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意研究した結果、このようなホット
プレートの降温特性等が充分でない原因は、焼結性が不
充分であるため、冷却時に冷却ガスが焼結体を通って外
部に抜け、冷却熱効率が低下するためであることを知見
し、その焼結の程度を、ヘリウムリークディテクタによ
る測定で10-7Pa・m3 /sec(He)以下のリー
ク量になるように調整することで、上記の問題を解決す
ることができることを新規に知見した。 【0009】具体的には、窒化物セラミック等の原料粒
子の表面を最初に酸化しておき、次に酸化物を添加して
加圧焼結等を行うことにより、ヘリウムリークディテク
タによる測定で、そのリーク量を10-7Pa・m3 /s
ec(He)以下と小さくすることができることを知見
した。さらに、この際、昇温時の耐電圧とヘリウムリー
ク量とが相関関係を有することをも見い出し、本発明を
完成させるに至った。 【0010】すなわち本発明は、その表面または内部に
抵抗発熱体が形成されてなるセラミック基板において、
上記セラミック基板は、ヘリウムリークディテクタによ
る測定で10-7Pa・m3 /sec(He)以下のリー
ク量であることを特徴とするホットプレートである。 【0011】本発明のホットプレートは、ヘリウムリー
クディテクタによる測定で、そのリーク量は、10-7
a・m3 /sec(He)以下である。この程度のリー
ク量であると、上記セラミック基板は充分に緻密に焼結
しており、150W/m・k以上の熱伝導率を達成する
ことができるので、上記セラミック基板は、昇温降温特
性に優れるとともに、冷却時に、冷媒であるガスがセラ
ミック基板内を抜けることはなく、冷却熱効率が高く、
特に降温特性に優れる。また、上記セラミック基板は、
機械的特性に優れるため、上記セラミック基板に反りが
発生することもなく、高温での耐電圧やヤング率にも優
れる。 【0012】上記リーク量を測定する際には、直径30
mmで、面積706.5mm2 、厚さ1mmの、上記セ
ラミック基板と同様の試料を用意し、ヘリウムリークデ
ィテクタにセットする。そして、上記試料を通過してく
るヘリウムの流量を測定することにより、上記セラミッ
ク基板のリーク量を測定することができる。 【0013】ヘリウムリークディテクタは、リーク時の
ヘリウムの分圧を測定しており、ガス流量の絶対値を測
定しているのではない。既知のリーク時のヘリウム分圧
を予め測定しておいて、未知のリーク量をその時のヘリ
ウム分圧から単純な比例計算で算出する。ヘリウムリー
クディテクタの詳細な測定原理は、「月刊Semico
nductor World 1992.11 p11
2〜115」に記載されている。すなわち、上記セラミ
ック基板が充分に緻密に焼結していると、上記リーク量
はかなり小さな値を示す。一方、上記セラミック基板の
焼結性が不充分であると、上記リーク量は大きな値を示
す。 【0014】本発明においては、例えば、窒化物セラミ
ックの粒子の非酸化物セラミックの表面を最初に酸化し
ておき、次に、酸化物を添加して加圧焼結を行うことに
より、窒化物セラミック等の酸化層と添加した酸化物が
一体化した焼結体が形成され、このような焼結体が、ヘ
リウムリークディテクタによる測定で10-7Pa・m3
/sec(He)以下と極めて小さなリーク量となる。
また、焼結前の成形体を冷間静水圧プレス(CIP)で
均等にプレスした方が均等に焼結が進行し、焼結密度が
向上し、リーク量が極めて小さくなる。CIP時の圧力
は、0.5〜5t/cm2 が好ましい。なお、リーク量
は、ヘリウムリークディテクタによる測定で1×10-8
〜1×10-12 Pa・m3 /sec(He)が好まし
い。高温での熱伝導率を確保することができるととも
に、冷却時の冷熱効率が高くなるからである。 【0015】ところで、特開平9−48668号公報、
特開平9−48669号公報、特開平10−72260
号公報などには若干のALON結晶相が存在する窒化ア
ルミニウム焼結体が開示されているが、金属酸化物を添
加しているわけでもなく、また、還元窒化法で製造され
ており、表面の酸素など存在せず、焼結性が悪く比較例
にあるように10-6Pa・m3 /sec(He)のよう
な比較的大きなリーク量が発生する。特開平7−153
820号公報では、イットリアを添加しているが、予め
窒化アルミニウム原料粉末の表面を焼成しているわけで
はなく、これも比較例から明らかなように、焼結性が悪
く比較例にあるように10-6Pa・m3 /sec(H
e)のような比較的大きなリーク量が発生する。さら
に、特開平10−279359号公報では、低温、常圧
焼成であるため、やはりリーク量が多くなる。また、特
開平10−158002号公報は、半導体搭載用基板に
用いるAlN基板であり、本発明のような半導体製造・
検査装置に用いるものではない。また、特開平10−1
67859号公報では、イットリア量が0.2重量%と
少なく、焼結性が充分でないため、やはりリーク量が多
くなる。このように、従来の技術では、本発明のような
ヘリウムリーク量が1×10-7Pa・m3 /sec(H
e)以下に調整できるような焼結体を用いた半導体製造
・検査装置は実現していない。また、これらの引例に
は、冷間静水圧プレス(CIP)のような等方プレスに
ついては記載されておらず、示唆もなく、やはりヘリウ
ムリーク量を低減させるには至っていない。 【0016】また、添加する酸化物は窒化物セラミック
等を構成する元素の酸化物であることが好ましい。窒化
物セラミックの表面酸化物層と同一であり、極めて焼結
させやすくなるからである。窒化物セラミックの表面を
酸化するためには、酸素または空気中で500〜100
0℃で0.5〜3時間加熱することが望ましい。 【0017】また、焼結を行う際に用いる窒化物セラミ
ック粉末の平均粒子径は、0.1〜5μm程度が好まし
い。焼結させやすいからである。さらに、これらのセラ
ミック粉末は、Siの含有量が0.05〜50ppm、
Sの含有量が0.05〜80ppm(いずれも重量)で
あることが望ましい。これらは、窒化物セラミック表面
の酸化膜と添加した酸化物を結合させると考えられるか
らである。その他の焼成条件については、後のホットプ
レートの製造方法において詳述する。 【0018】上記方法を用いて焼成を行うことにより得
られるセラミック基板は、0.05〜10重量%の酸素
を含有していることが望ましい。0.05重量%未満で
は、焼結が進まず粒子境界で破壊が生じ、また熱伝導率
が低下し、一方、酸素量が10重量%を超えると、該酸
素が粒子境界に偏析して粒子境界で破壊が生じ、また熱
伝導率が低下して昇温降温特性が低下するからである。 【0019】本発明では、ホットプレートを構成するセ
ラミック基板は、酸素を含有する窒化物セラミックから
なるとともに、最大気孔の気孔径が50μm以下である
ことが望ましく、気孔率は5%以下が望ましい。また、
上記セラミック基板には、気孔が全く存在しないか、気
孔が存在する場合は、その最大気孔の気孔径は、50μ
m以下であることが望ましい。 【0020】気孔が存在しない場合は、高温での耐電圧
が特に高くなり、逆に気孔が存在する場合は、破壊靱性
値が高くなる。このためどちらの設計にするかは、要求
特性によって変わるのである。気孔の存在によって破壊
靱性値が高くなる理由が明確ではないが、クラックの進
展が気孔によって止められるからであると推定してい
る。 【0021】本発明で、最大の気孔径が50μm以下で
あることが望ましいのは、気孔径が50μmを超えると
高温、特に200℃以上での耐電圧特性を確保すること
が困難となるとともに、冷却時にガスが抜けやすくな
り、冷却熱効率が低下するからである。最大気孔の気孔
径は、10μm以下が望ましい。200℃以上での反り
量が小さくなるからである。 【0022】気孔率や最大気孔の気孔径は、焼結時の加
圧時間、圧力、温度、SiCやBNなどの添加物で調整
する。SiCやBNは焼結を阻害するため、気孔を導入
させることができる。 【0023】最大気孔の気孔径を測定する際には、試料
を5個用意し、その表面を鏡面研磨し、2000〜50
00倍の倍率で表面を電子顕微鏡で10箇所撮影する。
そして、撮影された写真で最大の気孔径を選び、50シ
ョットの平均を最大気孔の気孔径とする。 【0024】気孔率は、アルキメデス法により測定す
る。焼結体を粉砕して有機溶媒中あるいは水銀中に粉砕
物を入れて体積を測定し、粉砕物の重量と体積から真比
重を求め、真比重と見かけの比重とから気孔率を計算す
るのである。 【0025】本発明のホットプレートを構成するセラミ
ック基板の直径は200mm以上が望ましい。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。また、本発
明が解決する反りの問題は、直径が200mm以下のセ
ラミック基板では発生しにくいからである。 【0026】上記セラミック基板の厚さは、50mm以
下が望ましく、特に25mm以下が望ましい。セラミッ
ク基板の厚さが25mmを超えると、セラミック基板の
熱容量が大きすぎる場合があり、特に、温度制御手段を
設けて加熱、冷却すると、熱容量の大きさに起因して温
度追従性が低下してしまう場合があるからである。ま
た、セラミック基板の反りの問題は、厚さが25mmを
超えるような厚いセラミック基板では発生しにくいから
である。セラミック基板の厚さは、特に5mm以下が最
適である。なお、厚みは、1mm以上が望ましい。ま
た、本発明のセラミック基板は150℃以上、望ましく
は200℃以上で使用される。 【0027】本発明のホットプレートを構成するセラミ
ック基板の材料は特に限定されないが、窒化物セラミッ
クおよび炭化物セラミックが好ましい。上記窒化物セラ
ミックとしては、金属窒化物セラミック、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。 【0028】また、上記炭化物セラミックとしては、例
えば、炭化ケイ素、炭化チタン、炭化タンタル、炭化タ
ングステン、炭化ジルコニウム等が挙げられる。また、
上記セラミック材料として酸化物セラミックを用いても
よく、上記酸化物セラミックとしては、金属酸化物セラ
ミック、例えば、アルミナ、ジルコニア、コージュライ
ト、ムライト等が挙げられる。 【0029】これらの窒化物セラミックの中では、特に
窒化アルミニウムが好ましい。熱伝導率が180W/m
・Kと最も高いからである。 【0030】本発明においては、セラミック基板中に酸
化物を含有していることが望ましい。上記酸化物として
は、例えば、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸
化物、希土類酸化物を使用することができ、これらの焼
結助剤のなかでは、特にCaO、Y23 、Na2 O、
Li2 O、Rb2 Oが好ましい。また、アルミナ、シリ
カを使用してもよい。これらの含有量としては、0.5
〜20重量%が望ましい。0.5重量%未満では、リー
ク量を10-7Pa・m3 /sec(He)以下にできな
いことがある。添加する酸化物としては、窒化珪素の場
合はシリカが最適である。 【0031】本発明では、セラミック基板中に5〜50
00ppmのカーボンを含有していることが望ましい。
カーボンを含有させることにより、セラミック基板を黒
色化することができ、ヒータとして使用する際に輻射熱
を充分に利用することができるからである。カーボン
は、非晶質のものであっても、結晶質のものであっても
よい。非晶質のカーボンを使用した場合には、高温にお
ける体積抵抗率の低下を防止することができ、結晶質の
ものを使用した場合には、高温における熱伝導率の低下
を防止することができるからである。従って、用途によ
っては、結晶質のカーボンと非晶質のカーボンの両方を
併用してもよい。また、カーボンの含有量は、50〜2
000ppmがより好ましい。 【0032】上記セラミック基板にカーボンを含有させ
る場合には、その明度がJIS Z8721の規定に基
づく値でN4以下となるようにカーボンを含有させるこ
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。 【0033】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10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。実際の明度の測定は、N0〜N1
0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。 【0034】 【発明の実施の形態】本発明のホットプレートは、セラ
ミック基板の表面または内部に抵抗発熱体が形成されて
なるホットプレートであって、上記セラミック基板は、
ヘリウムリークディテクタによる測定で10-7Pa・m
3 /sec(He)以下のリーク量であることを特徴と
する。 【0035】図1は、本発明のホットプレートの一例を
模式的に示す底面図であり、図2は、図1に示すホット
プレートの一部を模式的に示す部分拡大断面図である。
このホットプレートでは、セラミック基板の底面に抵抗
発熱体が形成されている。 【0036】図1に示したように、セラミック基板11
は、円板状に形成されており、このセラミック基板11
の底面11bには、同心円形状からなる複数の抵抗発熱
体12が形成されている。これら抵抗発熱体12は、互
いに近い二重の同心円同士が一組の回路として、一本の
線になるように形成され、これらの回路を組み合わせ
て、加熱面11aでの温度が均一になるように設計され
ている。 【0037】また、図2に示したように、抵抗発熱体1
2には、酸化を防止するために金属被覆層12aが形成
され、その両端に外部端子13が半田等(図示せず)を
用いて接合されている。また、この外部端子13には、
配線を備えたソケット170が取り付けられ、電源との
接続が図られるようになっている。 【0038】セラミック基板11には、測温素子18を
挿入するための有底孔14が形成され、この有底孔14
の内部には、熱電対等の測温素子18が埋設されてい
る。また、中央に近い部分には、リフターピン16を挿
通するための貫通孔15が設けられている。 【0039】このリフターピン16は、その上にシリコ
ンウエハ9を載置して上下させることができるようにな
っており、これにより、シリコンウエハ9を図示しない
搬送機に渡したり、搬送機からシリコンウエハ9を受け
取ったりすることができるとともに、シリコンウエハ9
をセラミック基板11の加熱面11aに載置して加熱し
たり、シリコンウエハ9を加熱面11aから50〜20
00μm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。 【0040】また、セラミック基板11に貫通孔や凹部
を設け、この貫通孔または凹部に先端が尖塔状または半
球状の支持ピンを挿入した後、支持ピンをセラミック基
板11よりわずかに突出させた状態で固定し、この支持
ピンでシリコンウエハ9を支持することにより、加熱面
11aから50〜2000μm離間させた状態で加熱し
てもよい。 【0041】図3は、上記構成のホットプレート(セラ
ミック基板)を配設するための支持容器30を模式的に
示した断面図である。支持容器30の上部には、セラミ
ック基板11が断熱材35を介して嵌め込まれ、ボルト
38および押さえ用金具37を用いて固定されている。
また、セラミック基板11の貫通孔15が形成された部
分には、貫通孔に連通するガイド管32が設けられてい
る。さらに、この支持容器31には、冷媒吹き出し口3
0aが形成されており、冷媒注入管39から冷媒が吹き
込まれ、冷媒吹き出し口30aを通って外部に排出され
るようになっており、この冷媒の作用により、セラミッ
ク基板11を冷却することができるようになっている。 【0042】従って、ホットプレートに通電してホット
プレート10を所定温度まで昇温した後、冷媒注入管3
9から冷媒が吹き込まれ、セラミック基板11が冷却さ
れる。本発明のホットプレートは、ヘリウムリークディ
テクタによる測定で、そのリーク量が、10-7Pa・m
3 /sec(He)以下と小さいので、セラミック基板
11を効率よく冷却することができる。 【0043】図4は、本発明のホットプレートの他の一
例を模式的に示す部分拡大断面図である。このホットプ
レートでは、セラミック基板の内部に抵抗発熱体が形成
されている。 【0044】図示はしていないが、図1に示したホット
プレートと同様に、セラミック基板21は、円板形状に
形成されており、抵抗発熱体22は、セラミック基板2
1の内部に、図1に示したパターンと同様のパターン、
すなわち、同心円形状からなり、互いに近い二重の同心
円同士が一組の回路となったパターンで形成されてい
る。 【0045】そして、抵抗発熱体22の端部の直下に
は、スルーホール28が形成され、さらに、このスルー
ホール28を露出させる袋孔27が底面21bに形成さ
れ、袋孔27には外部端子23が挿入され、ろう材等
(図示せず)で接合されている。また、図3には示して
いないが、外部端子23には、図1に示したホットプレ
ートとの場合と同様に、例えば、導電線を有するソケッ
トが取り付けられ、この導電線は電源等と接続されてい
る。 【0046】このホットプレートを構成するセラミック
基板21は、ヘリウムリークディテクタによる測定で、
そのリーク量は、10-7Pa・m3 /sec(He)以
下と小さいので、セラミック基板21は充分に緻密に焼
結している。従って、このホットプレートを図3に示し
たような支持容器30に設置して、セラミック基板の昇
温高温操作を行うと、迅速に昇温降温を行うことができ
る。 【0047】本発明のホットプレートを構成するセラミ
ック基板の内部に抵抗発熱体を設ける場合には、複数層
設けてもよい。この場合は、各層のパターンは相互に補
完するように形成されて、加熱面からみるとどこかの層
にパターンが形成された状態が望ましい。例えば、互い
に千鳥の配置になっている構造である。 【0048】抵抗発熱体としては、例えば、金属または
導電性セラミックの焼結体、金属箔、金属線等が挙げら
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種が好ましい。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。 【0049】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。さらに、セラミック基板の
底面に抵抗発熱体を形成する場合には、金属焼結体とし
ては、貴金属(金、銀、パラジウム、白金)、ニッケル
を使用することが望ましい。具体的には銀、銀−パラジ
ウムなどを使用することができる。上記金属焼結体に使
用される金属粒子は、球状、リン片状、もしくは球状と
リン片状の混合物を使用することができる。 【0050】セラミック基板表面に抵抗発熱体を形成す
る際には、金属中に金属酸化物を添加して焼結してもよ
い。上記金属酸化物を使用するのは、セラミック基板と
金属粒子を密着させるためである。上記金属酸化物によ
り、セラミック基板と金属粒子との密着性が改善される
理由は明確ではないが、金属粒子の表面はわずかに酸化
膜が形成されており、セラミック基板は、酸化物の場合
は勿論、非酸化物セラミックである場合にも、その表面
には酸化膜が形成されている。従って、この酸化膜が金
属酸化物を介してセラミック基板表面で焼結して一体化
し、金属粒子とセラミック基板とが密着するのではない
かと考えられる。 【0051】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 23 )、アル
ミナ、イットリア、チタニアから選ばれる少なくとも1
種が好ましい。これらの酸化物は、抵抗発熱体の抵抗値
を大きくすることなく、金属粒子とセラミック基板との
密着性を改善できるからである。 【0052】上記金属酸化物は、金属粒子100重量部
に対して0.1重量部以上10重量部未満であることが
望ましい。この範囲で金属酸化物を用いることにより、
抵抗値が大きくなりすぎず、金属粒子とセラミック基板
との密着性を改善することができるからである。 【0053】また、酸化鉛、酸化亜鉛、シリカ、酸化ホ
ウ素(B23 )、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
に、酸化鉛が1〜10重量部、シリカが1〜30重量
部、酸化ホウ素が5〜50重量部、酸化亜鉛が20〜7
0重量部、アルミナが1〜10重量部、イットリアが1
〜50重量部、チタニアが1〜50重量部が好ましい。
但し、これらの合計が100重量部を超えない範囲で調
整されることが望ましい。これらの範囲が特にセラミッ
ク基板との密着性を改善できる範囲だからである。 【0054】抵抗発熱体をセラミック基板の底面に設け
る場合は、抵抗発熱体12の表面は、金属層12aで被
覆されていることが望ましい(図2参照)。抵抗発熱体
12は、金属粒子の焼結体であり、露出していると酸化
しやすく、この酸化により抵抗値が変化してしまう。そ
こで、表面を金属層12aで被覆することにより、酸化
を防止することができるのである。 【0055】金属層12aの厚さは、0.1〜100μ
mが望ましい。抵抗発熱体の抵抗値を変化させることな
く、抵抗発熱体の酸化を防止することができる範囲だか
らである。被覆に使用される金属は、非酸化性の金属で
あればよい。具体的には、金、銀、パラジウム、白金、
ニッケルから選ばれる少なくとも1種以上が好ましい。
なかでもニッケルがさらに好ましい。抵抗発熱体には電
源と接続するための端子が必要であり、この端子は、半
田を介して抵抗発熱体に取り付けるが、ニッケルは半田
の熱拡散を防止するからである。接続端子しては、コバ
ール製の外部端子を使用することができる。 【0056】なお、抵抗発熱体をセラミック基板の内部
に形成する場合は、抵抗発熱体表面が酸化されることが
ないため、被覆は不要である。抵抗発熱体をヒータ板内
部に形成する場合、抵抗発熱体の表面の一部が露出して
いてもよい。 【0057】抵抗発熱体として金属箔や金属線を使用す
ることもできる。上記金属箔としては、ニッケル箔、ス
テンレス箔をエッチング等でパターン形成して抵抗発熱
体としたものが望ましい。パターン化した金属箔は、樹
脂フィルム等ではり合わせてもよい。金属線としては、
例えば、タングステン線、モリブデン線等が挙げられ
る。 【0058】温度制御手段としては、抵抗発熱体12の
ほかに、ペルチェ素子が挙げられる。温度制御手段とし
てペルチェ素子を使用する場合は、電流の流れる方向を
変えることにより発熱、冷却両方行うことができるため
有利である。ペルチェ素子は、p型、n型の熱電素子を
直列に接続し、これをセラミック板などに接合させるこ
とにより形成される。ペルチェ素子としては、例えば、
シリコン・ゲルマニウム系、ビスマス・アンチモン系、
鉛・テルル系材料等が挙げられる。 【0059】本発明では、必要に応じて、セラミック基
板の有底孔に熱電対を埋め込んでおくことができる。熱
電対により抵抗発熱体の温度を測定し、そのデータをも
とに電圧、電流量を変えて、温度を制御することができ
るからである。熱電対の金属線の接合部位の大きさは、
各金属線の素線径と同一か、もしくは、それよりも大き
く、かつ、0.5mm以下がよい。このような構成によ
って、接合部分の熱容量が小さくなり、温度が正確に、
また、迅速に電流値に変換されるのである。このため、
温度制御性が向上してウエハの加熱面の温度分布が小さ
くなるのである。上記熱電対としては、例えば、JIS
−C−1602(1980)に挙げられるように、K
型、R型、B型、S型、E型、J型、T型熱電対が挙げ
られる。 【0060】次に、本発明のホットプレートの製造方法
について説明する。図5(a)〜(d)は、セラミック
基板の底面に抵抗発熱体を有するホットプレートの製造
方法を模式的に示した断面図である。 【0061】(1)セラミック基板の製造工程 上述した窒化アルミニウム等のセラミック粉末に必要に
応じてイットリア等の焼結助剤やバインダ等を配合して
スラリーを調製した後、このスラリーをスプレードライ
等の方法で顆粒状にし、この顆粒を金型などに入れて加
圧することにより板状などに成形し、生成形体(グリー
ン)を作製する。スラリー調整時に、非晶質や結晶質の
カーボンを添加してもよい。 【0062】次に、この生成形体を加熱、焼成して焼結
させ、セラミック製の板状体を製造する。この後、所定
の形状に加工することにより、セラミック基板11を製
造するが、焼成後にそのまま使用することができる形状
としてもよい。さらに、成形体を冷間静水圧プレス(C
IP)を用いて圧縮しておくことにより、均等に焼結が
進行し、焼結密度を向上させることができる。CIP時
の圧力としては、0.5〜5t/cm2 が好ましい(図
5(a))。加圧しながら加熱、焼成を行うことによ
り、気孔のないセラミック基板11を製造することが可
能となる。加熱、焼成は、焼結温度以上であればよい
が、窒化物セラミックでは、1000〜2500℃であ
る。 【0063】次に、セラミック基板11に、必要に応じ
て、シリコンウエハを支持するための支持ピンを挿入す
る貫通孔、シリコンウエハを運搬等するためのリフター
ピンを挿入する貫通孔15、熱電対などの測温素子を埋
め込むための有底孔14等を形成する。 【0064】(2)セラミック基板に導体ペーストを印
刷する工程 導体ペーストは、一般に、金属粒子、樹脂、溶剤からな
る粘度の高い流動物である。この導体ペーストをスクリ
ーン印刷などを用い、抵抗発熱体を設けようとする部分
に印刷を行うことにより、導体ペースト層を形成する。
また、抵抗発熱体は、セラミック基板全体を均一な温度
にする必要があることから、例えば、同心円形状とする
か、または、同心円形状と屈曲線形状とを組み合わせた
パターンに印刷することが好ましい。導体ペースト層
は、焼成後の抵抗発熱体12の断面が、方形で、偏平な
形状となるように形成することが好ましい。 【0065】(3)導体ペーストの焼成 セラミック基板11の底面に印刷した導体ペースト層を
加熱焼成して、樹脂、溶剤を除去するとともに、金属粒
子を焼結させ、セラミック基板11の底面に焼き付け、
抵抗発熱体12を形成する(図5(b))。加熱焼成の
温度は、500〜1000℃が好ましい。 【0066】導体ペースト中に上述した金属酸化物を添
加しておくと、金属粒子、セラミック基板および金属酸
化物が焼結して一体化するため、抵抗発熱体とセラミッ
ク基板との密着性が向上する。 【0067】(4)金属被覆層の形成 次に、抵抗発熱体12表面に、金属被覆層12aを設け
る(図5(c))。金属被覆層12aは、電解めっき、
無電解めっき、スパッタリング等により形成することが
できるが、量産性を考慮すると、無電解めっきが最適で
ある。 【0068】(5)端子等の取り付け 抵抗発熱体12の回路の端部に電源との接続のための外
部端子13を半田ペースト層130を介して取り付ける
(図5(d))。この後、熱電対等の測温素子18を有
底孔14内に埋め込み、ポリイミド等の耐熱樹脂等で封
止する。また、図示はしないが、例えば、この外部端子
17に導電線を有するソケット等を脱着可能な状態で取
り付ける。 【0069】(6)この後、このような抵抗発熱体12
を有するセラミック基板を、例えば、円筒形状の支持容
器に取り付け、ソケットから延びたリード線を電源に接
続することにより、ホットプレートの製造を終了する。 【0070】上記ホットプレートを製造する際に、セラ
ミック基板の内部に静電電極を設けることにより静電チ
ャックを製造することができ、また、加熱面にチャック
トップ導体層を設け、セラミック基板の内部にガード電
極やグランド電極を設けることによりウエハプローバを
製造することができる。 【0071】セラミック基板の内部に電極を設ける場合
には、金属箔等をセラミック基板の内部に埋設すればよ
い。また、セラミック基板の表面に導体層を形成する場
合には、スパッタリング法やめっき法を用いることがで
き、これらを併用してもよい。 【0072】次に、本発明のセラミック基板の内部に抵
抗発熱体を有するホットプレートの製造方法について説
明する。図6(a)〜(d)は、上記ホットプレートの
製造方法を模式的に示した断面図である。 【0073】(1)グリーンシートの作製工程 まず、窒化物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
を作製する。上述した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を加えてもよい。また、グリーン
シートを作製する際、結晶質や非晶質のカーボンを添加
してもよい。 【0074】また、バインダとしては、アクリル系バイ
ンダ、エチルセルロース、ブチルセロソルブ、ポリビニ
ルアルコールから選ばれる少なくとも1種が望ましい。
さらに溶媒としては、α−テルピネオール、グリコール
から選ばれる少なくとも1種が望ましい。 【0075】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5
0を作製する。グリーンシート50の厚さは、0.1〜
5mmが好ましい。次に、得られたグリーンシートに、
必要に応じて、シリコンウエハを支持するための支持ピ
ンを挿入する貫通孔となる部分、シリコンウエハを運搬
等するためのリフターピンを挿入する貫通孔25となる
部分、熱電対などの測温素子を埋め込むための有底孔2
4となる部分、抵抗発熱体を外部端子と接続するための
スルーホール28となる部分等を形成する。後述するグ
リーンシート積層体を形成した後に、上記加工を行って
もよい。 【0076】(2)グリーンシート上に導体ペーストを
印刷する工程 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印刷し、導体ペースト層
220を形成し、貫通孔25となる部分に導体ペースト
を充填し、充填層280とする。これらの導電ペースト
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。上記金属粒子であるタングステン粒子またはモ
リブデン粒子等の平均粒子径は、0.1〜5μm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。 【0077】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重量部を混合した組成物(ペースト)が
挙げられる。 【0078】(3)グリーンシートの積層工程 上記(1)の工程で作製した導体ペーストを印刷してい
ないグリーンシート50を、上記(2)の工程で作製し
た導体ペースト層220を印刷したグリーンシート50
の上下に積層する(図6(a))。このとき、上側に積
層するグリーンシート50の数を下側に積層するグリー
ンシート50の数よりも多くして、抵抗発熱体22の形
成位置を底面の方向に偏芯させる。具体的には、上側の
グリーンシート50の積層数は20〜50枚が、下側の
グリーンシート50の積層数は5〜20枚が好ましい。 【0079】(4)グリーンシート積層体の焼成工程 グリーンシート積層体の加熱、加圧を行い、さらに、積
層体を300〜1000℃で仮焼した後、冷間静水圧プ
レス(CIP)を用いて圧縮しておくことにより、焼結
密度の相違に起因する熱伝導率のばらつきが低減するこ
とができる。CIP時の圧力としては、0.5〜5t/
cm2 が好ましい。上記のように、グリーンシート50
および内部の導体ペーストを焼結させ、セラミック基板
21を製造する。加熱温度は、1000〜2000℃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。 【0080】得られたセラミック基板21に、リフター
ピンを挿通するための貫通孔25や測温素子を挿入する
ための有底孔24を設け(図6(b))、続いて、スル
ーホール28を露出させるために袋孔27を形成する
(図6(c))。貫通孔25、有底孔24および袋孔2
7は、表面研磨後に、ドリル加工やサンドブラストなど
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。 【0081】次に、袋孔27より露出したスルーホール
28に外部端子23を金ろう等を用いて接続する(図6
(d))。さらに、図示はしないが、外部端子23に、
例えば、導電線を有するソケットを脱着可能に取り付け
る。なお、加熱温度は、半田処理の場合には90〜45
0℃が好適であり、ろう材での処理の場合には、900
〜1100℃が好適である。さらに、測温素子としての
熱電対などを耐熱性樹脂で封止し、ホットプレートとす
る。 【0082】(5)この後、このような内部に抵抗発熱
体12を有するセラミック基板21を、円筒形状の支持
容器に取り付け、ソケットから延びたリード線を電源に
接続することにより、ホットプレートの製造を終了す
る。 【0083】上記ホットプレートでは、その上にシリコ
ンウエハ等を載置するか、または、シリコンウエハ等を
支持ピンで保持させた後、シリコンウエハ等の加熱や冷
却を行いながら、種々の操作を行うことができる。 【0084】上記ホットプレートを製造する際に、セラ
ミック基板の内部に静電電極を設けることにより静電チ
ャックを製造することができ、また、加熱面にチャック
トップ導体層を設け、セラミック基板の内部にガード電
極やグランド電極を設けることによりウエハプローバを
製造することができる。 【0085】セラミック基板の内部に電極を設ける場合
には、抵抗発熱体を形成する場合と同様にグリーンシー
トの表面に導体ペースト層を形成すればよい。また、セ
ラミック基板の表面に導体層を形成する場合には、スパ
ッタリング法やめっき法を用いることができ、これらを
併用してもよい。 【0086】 【実施例】以下、本発明をさらに詳細に説明する。 (実施例1〜7)ホットプレート(図6参照)の製造 (1)空気中で500℃で1時間焼成した窒化アルミニ
ウム粉末(トクヤマ社製、平均粒径0.6μm)100
0重量部、イットリア(平均粒径:0.4μm)40重
量部、アクリルバインダ115重量部、分散剤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530重量部を混合したペーストを用い、ドクターブ
レード法による成形を行って、厚さ0.47mmのグリ
ーンシートを得た。 【0087】(2)次に、このグリーンシートを80℃
で5時間乾燥させた後、パンチングにより直径1.8m
m、3.0mm、5.0mmの外部端子と接続するため
のスルーホールとなる部分等を設けた。 【0088】(3)平均粒子径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を調製し
た。平均粒子径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を調製した。この導電性ペーストA
をグリーンシート50にスクリーン印刷で印刷し、抵抗
発熱体22用の導体ペースト層220を形成した。印刷
パターンは、図1に示したような同心円状のパターンと
し、導体ペーストの幅を10mm、その厚さを12μm
とした。また、スルーホールとなる部分に導体に導体ペ
ーストBを充填し、充填層280とした。 【0089】上記処理の終わったグリーンシート50
に、タングステンペーストを印刷しないグリーンシート
50を上側(加熱面)に37枚、下側に13枚積層し、
これらを130℃、80kgf/cm2 の圧力で圧着し
て積層体を形成した(図6(a))。 【0090】(4)次に、得られた積層体を窒素ガス
中、600℃で5時間脱脂し、さらに、神戸製鋼社製の
冷間静水圧プレス(CIP)を用いて、3t/cm2
圧力で圧縮し、ついで、1890℃、表1に示すような
圧力0〜200kgf/cm2 の条件で3時間ホットプ
レスし、厚さ3mmの窒化アルミニウム板状体を得た。
これを230mmの円板状に切り出し、内部に厚さ6μ
m、幅10mm(アスペクト比:1666)の抵抗発熱
体22およびスルーホール28を有するセラミック基板
21とした(図6(b))。 【0091】(5)次に、(4)で得られた板状体を、
ダイヤモンド砥石で研磨した後、マスクを載置し、Si
C等によるブラスト処理で表面に熱電対のための有底孔
(直径:1.2mm、深さ:2.0mm)24を設け
た。 【0092】(6)さらに、スルーホール28が形成さ
れている部分をえぐり取って袋孔27とし(図6
(c))、この袋孔27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23を接続させた(図6(d))。なお、外部端子の
接続は、タングステンの支持体が3点で支持する構造が
望ましい。接続信頼性を確保することができるからであ
る。 【0093】(7)次に、温度制御のための複数の熱電
対を有底孔に埋め込み(図示せず)、抵抗発熱体22を
有するホットプレートの製造を完了した。 【0094】(8)次に、このホットプレートを図3に
示した形状のステンレス製の支持容器30にガラスファ
イバーで補強したフッ素樹脂からなる断熱材35を介し
て嵌め込んだ。 【0095】ホットプレートの製造を終了した後、セラ
ミック基板のリーク量、熱伝導率、および酸素含有量等
を下記の方法により測定し、このホットプレートを支持
容器に嵌め込んで通電し、300℃まで昇温した後、支
持容器に冷媒を導入して冷却し、昇温・降温に要した時
間を測定した。その結果を下記の表1に示した。 【0096】(実施例8)ホットプレートの製造(図5
参照) (1)空気中、500℃で1時間焼成した窒化アルミニ
ウム粉末(トクヤマ社製、平均粒径0.6μm)100
0重量部、イットア(Y23 、平均粒径:0.4μ
m)40重量部、アクリルバインダ115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。 【0097】(2)次に、この顆粒状の粉末を金型に入
れ、平板状に成形して成形体(グリーン)を得た。さら
に、この成形体を神戸製鋼社製の冷間静水圧プレス(C
IP)、3t/cm2 を用いて圧縮し、その後、表面を
研磨した。 (3)加工処理の終わった生成形体を温度: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焼結体を得た。次に、この焼結体か
ら直径230mmの円板体を切り出し、セラミック性の
板状体(セラミック基板11)とした(図5(a))。 【0098】次に、この板状体にドリル加工を施し、シ
リコンウエハのリフターピンを挿入する貫通孔15、お
よび、測温素子18を挿入するための有底孔14を形成
した。 【0099】(4)上記(3)で得た焼結体の底面に、
スクリーン印刷にて導体ペーストを印刷した。印刷パタ
ーンは、図1に示したような同心円形状パターンとし
た。導体ペーストとしては、プリント配線板のスルーホ
ール形成に使用されている徳力化学研究所製のソルベス
トPS603Dを使用した。 【0100】この導体ペーストは、銀−鉛ペーストであ
り、銀100重量部に対して、酸化鉛(5重量%)、酸
化亜鉛(55重量%)、シリカ(10重量%)、酸化ホ
ウ素(25重量%)およびアルミナ(5重量%)からな
る金属酸化物を7.5重量部含むものであった。また、
銀粒子は、平均粒径が4.5μmで、リン片状のもので
あった。 【0101】(5)次に、導体ペーストを印刷した焼結
体を780℃で加熱、焼成して、導体ペースト中の銀、
鉛を焼結させるとともに焼結体に焼き付け、抵抗発熱体
12を形成した(図5(b))。銀−鉛の抵抗発熱体1
2は、厚さが5μm、幅2.4mm、面積抵抗率が7.
7mΩ/□であった。 【0102】(6)硫酸ニッケル80g/l、次亜リン
酸ナトリウム24g/l、酢酸ナトリウム12g/l、
ほう酸8g/l、塩化アンモニウム6g/lの濃度の水
溶液からなる無電解ニッケルめっき浴に上記(5)で作
製した焼結体を浸漬し、銀−鉛の抵抗発熱体12の表面
に厚さ1μmの金属被覆層(ニッケル層)12aを析出
させた(図5(c))。 【0103】(7)電源との接続を確保するための外部
端子13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
ペースト層を形成した。ついで、半田ペースト層の上に
コバール製の外部端子13を載置して、420℃で加熱
リフローし、外部端子17の一端部を半田層130を介
して抵抗発熱体12の表面に取り付けた(図5
(d))。 【0104】(8)次に、このホットプレートを図3に
示した形状のステンレス製支持容器30にセラミックフ
ァイバー(イビデン社製 商品名 イビウール)からな
る断熱材35を介して嵌め込んだ。 【0105】ホットプレートの製造を終了した後、セラ
ミック基板のリーク量、熱伝導率および酸素含有量等を
下記の方法により測定し、このホットプレートを支持容
器に嵌め込んで通電し、300℃まで昇温した後、支持
容器に冷媒を導入して冷却し、昇温・降温に要した時間
を測定した。その結果を下記の表1に示した。 【0106】(実施例9)500℃、空気中で1時間焼
成した窒化珪素粉末(トクヤマ社製、平均粒径0.6μ
m)100重量部、イットリア(平均粒径:0.4μ
m)40重量部、アルミナ20重量部、シリカ40重量
部、アクリルバインダ11.5重量部、分散剤0.5重
量部、および、1−ブタノールとエタノールとからなる
アルコール53重量部を混合したペーストを用い、ドク
ターブレード法による成形を行って、厚さ0.50mm
のグリーンシートを得た。このグリーンシートを用いて
実施例1と同様に積層体を作製し、600℃で脱脂した
後、神戸製鋼社製の冷間静水圧プレス(CIP)を用い
て、3t/cm2 で圧力で圧縮した。次に、焼成条件を
温度1900℃、圧力200kgf/cm2にした以外
は、実施例1と同様にしてホットプレートを製造し、支
持容器30に設置した。 【0107】ホットプレートの製造を終了した後、セラ
ミック基板のリーク量、熱伝導率および酸素含有量等を
下記の方法により測定し、このホットプレートを支持容
器に嵌め込んで通電し、300℃まで昇温した後、支持
容器に冷媒を導入して冷却し、昇温・降温に要した時間
を測定した。その結果を下記の表1に示した。 【0108】(実施例10)300kgf/cm2 で加
圧を行った以外は、実施例1と同様にしてホットプレー
トを製造し、支持容器30に設置した。 【0109】ホットプレートの製造を終了した後、セラ
ミック基板のリーク量、熱伝導率および酸素含有量等を
下記の方法により測定し、このホットプレートを支持容
器に嵌め込んで通電し、300℃まで昇温した後、支持
容器に冷媒を導入して冷却し、昇温・降温に要した時間
を測定した。その結果を下記の表1に示した。 【0110】(比較例1) ホットプレートの製造 窒化アルミニウム粉末(トクヤマ社製、平均粒径1.1
μm)1000重量部、イットリア(平均粒径:0.4
μm)40重量部、アクリルバインダ115重量部、分
散剤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530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る成形を行って、厚さ0.
47mmのグリーンシートを得たほかは、実施例1と同
様にして、ホットプレートを製造し、支持容器に設置し
た。 【0111】ホットプレートの製造を終了した後、セラ
ミック基板のリーク量、熱伝導率および酸素含有量等を
下記の方法により測定し、このホットプレートを支持容
器に嵌め込んで通電し、300℃まで昇温した後、支持
容器に冷媒を導入して冷却し、昇温・降温に要した時間
を測定した。その結果を下記の表1に示した。 【0112】(比較例2) ホットプレートの製造 窒化アルミニウム粉末(トクヤマ社製、平均粒径1.1
μm)1000重量部、アクリルバインダ115重量
部、分散剤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530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る成形を行って、厚さ
0.47mmのグリーンシートを得たほかは、実施例1
と同様にして、ホットプレートを製造し、支持容器に設
置した。 【0113】ホットプレートの製造を終了した後、セラ
ミック基板のリーク量、熱伝導率および酸素含有量等を
下記の方法により測定し、このホットプレートを支持容
器に嵌め込んで通電し、300℃まで昇温した後、支持
容器に冷媒を導入して冷却し、昇温・降温に要した時間
を測定した。その結果を下記の表1に示した。 【0114】(比較例3)イットリアの量を0.2重量
部とした以外は、実施例7と同様にしてホットプレート
を製造し、支持容器に設置した。 【0115】ホットプレートの製造を終了した後、セラ
ミック基板のリーク量、熱伝導率および酸素含有量等を
下記の方法により測定し、このホットプレートを支持容
器に嵌め込んで通電し、300℃まで昇温した後、支持
容器に冷媒を導入して冷却し、昇温・降温に要した時間
を測定した。その結果を下記の表1に示した。 【0116】(比較例4)焼成温度を1600℃とし、
加圧を行わなかった以外は、実施例1と同様にしてホッ
トプレートを製造し、支持容器に設置した。 【0117】ホットプレートの製造を終了した後、セラ
ミック基板のリーク量、熱伝導率および酸素含有量等を
下記の方法により測定し、このホットプレートを支持容
器に嵌め込んで通電し、300℃まで昇温した後、支持
容器に冷媒を導入して冷却し、昇温・降温に要した時間
を測定した。その結果を下記の表1に示した。 【0118】評価方法 (1)熱伝導率 a.使用機器 リーガクレーザーフラッシュ法熱定数測定装置 LF/TCM−FA8510B b.試験条件. 温度・・・25℃、450℃ 雰囲気・・・真空 c.測定方法 ・比熱測定における温度検出は、試料裏面に銀ペースト
で接着した熱電対(プラチネル)により行った。 ・常温比熱測定はさらに試料上面に受光板(グラッシー
カーボン)をシリコングリースを介して接着した状態で
行い、試料の比熱(Cp)は、下記の計算式(1)によ
り求めた。 【0119】 【数1】 【0120】上記計算式(1)において、Δは、入力
エネルギー、ΔTは、試料の温度上昇の飽和値、Cp
G.C は、グラッシーカーボンの比熱、WG.C は、グラッ
シーカーボンの重量、CpS.G は、シリコングリースの
比熱、WS.G は、シリコングリースの重量、Wは、試料
の重量である。 【0121】(2)酸素含有量 実施例、比較例にかかる焼結体と同条件で焼結させた試
料をタングステン乳鉢で粉砕し、これの0.01gを採
取して試料加熱温度2200℃、加熱時間30秒1条件
で酸素・窒化同時分析装置(LECO社製 TC−13
6型)で測定した。 【0122】(3)リーク量 実施例、比較例にかかる焼結体と同条件で焼結させた試
料(面積706.5mm 2 、厚さ1mm)を用い、汎用
型ヘリウムリークディテクタ(島津製作所社製「MSE
−11AU/TP型」)を使用してヘリウムのリーク量
を測定した。 【0123】(4)耐電圧 加熱面の表面にアルミニウム箔を密着させて250℃ま
で昇温させ、外部のアルミニウム箔とセラミック基板の
裏面との間に電圧を印加し、絶縁破壊が生じた電圧を測
定した。表に示す耐電圧は、この電圧をセラミック基板
の厚さで除した値である。電圧の印加と絶縁破壊時の電
圧の測定は、ニチコン社製 DCC−30K3Tを用い
て行った。 【0124】(5)昇温降温時間 300℃まで昇温する時間と、300℃から100℃ま
で降温する時間を測定した。降温は、0.1m3 /分で
空気を吹きつけることにより実施した。 【0125】 【表1】 【0126】表1に示した結果より明らかなように、実
施例1〜10に係るホットプレートを構成するセラミッ
ク基板では、ヘリウムリークディテクタで測定したヘリ
ウムのリーク量は、全て10-7Pa・m3 /sec以下
であり、熱伝導率も高いので、昇温降温特性も良く、特
に冷却時において短時間で100℃まで降温している。
また、耐電圧も高い。 【0127】一方、比較例1〜4のホットプレートを構
成するセラミック基板では、いずれもヘリウムのリーク
量は、10-7Pa・m3 /secを超えているので、こ
れらは熱伝導率が小さく、昇温降温特性は余りよくな
く、降温時にも、比較的時間を要しており、いずれも、
実施例1〜10と比較して劣った値を示している。ま
た、耐電圧も著しく劣っている。 【0128】以上のように、本発明のホットプレート
は、ヘリウムリークディテクタによる測定で10-7Pa
・m3 /sec(He)以下のリーク量となるように焼
結されているので、昇温特性に優れ、特に降温特性に優
れる。 【0129】 【発明の効果】以上説明のように、本発明のホットプレ
ートは、ヘリウムリークディテクタによる測定で、10
-7Pa・m3 /sec(He)以下のリーク量となるよ
うに焼結されてなるので、熱伝導率に優れるとともに、
昇温降温特性に優れ、特に降温特性に優れる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [0001] [0001] The present invention mainly relates to the semiconductor industry.
Hot plate with excellent temperature rise and fall characteristics
About. [0002] 2. Description of the Related Art Etching equipment and chemical vapor deposition equipment
In semiconductor manufacturing and inspection equipment, including
Using a metal substrate such as stainless steel or aluminum alloy
Heaters and wafer probers have been used. [0003] However, such a metal heater has the following problems.
There were the following problems. First, because it is made of metal,
The thickness of the heater plate must be as thick as 15 mm
Absent. This is because, in thin metal plates, thermal expansion caused by heating
Warping, distortion, etc. may occur due to tension.
The placed silicon wafer may be damaged or tilted.
Because However, increasing the thickness of the heater plate
Then, the weight of the heater becomes heavy and it becomes bulky
There was a problem. [0004] Also, the amount of voltage or current applied to the resistance heating element
The heating target such as a silicon wafer.
It controls the temperature of the heating surface (hereinafter called the heating surface)
However, since the metal plate is thick, it is not
The temperature of the heater plate does not follow quickly, making it difficult to control the temperature.
There was another problem. Accordingly, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-40330 discloses
Is a nitride with high thermal conductivity and high strength as a substrate
Using ceramic or carbide ceramic, these ceramics
Metal particles are sintered on the surface of a plate made of
Ceramic substrate (hot
Plate) has been proposed. [0006] A hot plate having such a structure is generally used.
It is usually stored in a support container, and when cooling after heating
In order to increase the cooling rate,
The lamic substrate was rapidly cooled. [0007] However, these security measures
Hot plate using Lamic is a metal heater
Although the rate of temperature rise and fall is better than that of
Required for cooling characteristics when cooling using
Was not fully satisfied. [0008] Means for Solving the Problems The present inventors have set forth the above object.
As a result of diligent research to solve such a hot
The reason why the temperature drop characteristics of the plate are not sufficient is that the sinterability is not sufficient.
The cooling gas passes through the sintered body during cooling because it is
To the cooling section, which lowers the cooling heat efficiency
The degree of sintering is determined by a helium leak detector.
10 in the measurement-7Pa ・ mThree / Sec (He) or less
To solve the above problem.
It was newly found that it can be done. More specifically, raw material particles such as nitride ceramics
First oxidize the surface of the element, then add the oxide
Helium leak detection by pressure sintering, etc.
The leak amount was 10-7Pa ・ mThree / S
ec (He) or less
did. Furthermore, at this time, the withstand voltage at the time of temperature rise and helium leakage
Have been found to have a correlation with
It was completed. [0010] That is, the present invention is to
In a ceramic substrate on which a resistance heating element is formed,
The ceramic substrate is mounted on a helium leak detector.
10 in the measurement-7Pa ・ mThree / Sec (He) or less
It is a hot plate characterized in that it is the amount of heat. The hot plate of the present invention is a helium-free hot plate.
The leak amount measured by the detector was 10-7P
amThree / Sec (He) or less. This degree of Lee
Above, the ceramic substrate is sintered sufficiently densely
And achieves a thermal conductivity of 150 W / mk
The ceramic substrate can be heated and cooled.
Gas is used as a refrigerant during cooling.
It does not fall through the Mic substrate, has high cooling heat efficiency,
In particular, it has excellent temperature drop characteristics. Further, the ceramic substrate is
Due to excellent mechanical properties, the ceramic substrate warps
It does not occur and has excellent withstand voltage and Young's modulus at high temperatures.
It is. When measuring the leak amount, the diameter 30
mm, area 706.5mmTwo , 1 mm thick,
Prepare a sample similar to that of the
To the detector. Then, pass through the sample
By measuring the helium flow rate,
It is possible to measure the leak amount of the work substrate. [0013] The helium leak detector detects
The partial pressure of helium is measured, and the absolute value of the gas flow rate is measured.
It is not specified. Helium partial pressure at known leak
Is measured in advance, and the unknown leak amount is
Calculated from the partial pressure of um by a simple proportional calculation. Helium lee
The detailed measurement principle of Detector is described in “Monthly Semico
nductor World 1992.111 p11
2-115 ". That is, the above-mentioned ceramic
If the backing board is sintered sufficiently densely,
Shows a fairly small value. On the other hand, the above ceramic substrate
If the sinterability is insufficient, the above leakage amount shows a large value.
You. In the present invention, for example, a nitride ceramic
First oxidize the surface of the non-oxide ceramic of the
Next, we decided to add oxide and perform pressure sintering.
Oxide layer such as nitride ceramic and added oxide
An integrated sintered body is formed, and such a sintered body is
10 by measurement with lium leak detector-7Pa ・ mThree
/ Sec (He) or less, which is an extremely small leak amount.
In addition, the compact before sintering is cold isostatically pressed (CIP).
Pressing evenly promotes sintering evenly and the sintering density
And the amount of leakage becomes extremely small. Pressure during CIP
Is 0.5 to 5 t / cmTwo Is preferred. The leak amount
Is 1 × 10 as measured by helium leak detector-8
~ 1 × 10-12 Pa ・ mThree / Sec (He) is preferred
No. In addition to ensuring thermal conductivity at high temperatures
This is because the cooling efficiency at the time of cooling increases. Incidentally, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-48668,
JP-A-9-48669, JP-A-10-72260
In some patent publications, there are nitrides with some ALON crystal phases.
Although a luminium sintered body is disclosed, a metal oxide is added.
It is not added, and is manufactured by the reduction nitriding method.
Comparative example with no oxygen on the surface and poor sinterability
10 as in-6Pa ・ mThree / Sec (He)
A relatively large leak amount occurs. JP-A-7-153
In Japanese Patent No. 820, yttria is added.
Because the surface of aluminum nitride raw material powder is fired
However, as is clear from the comparative example, the sinterability was poor.
10 as in the comparative example-6Pa ・ mThree / Sec (H
A relatively large leak amount as shown in e) occurs. Further
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-279359, low temperature, normal pressure
Since the firing is performed, the amount of leakage also increases. Also,
Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 10-158002 discloses a semiconductor mounting substrate.
It is an AlN substrate to be used.
It is not used for inspection equipment. In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-1
No. 67859 discloses that the amount of yttria is 0.2% by weight.
Low and insufficient sintering, resulting in high leakage
It becomes. Thus, in the prior art, the present invention
Helium leak rate is 1 × 10-7Pa ・ mThree / Sec (H
e) Semiconductor manufacturing using a sintered body that can be adjusted as follows
・ The inspection device has not been realized. Also, in these references
For isostatic pressing such as cold isostatic pressing (CIP)
It is not described, there is no suggestion,
The amount of murk has not been reduced. The oxide to be added is a nitride ceramic.
And the like. Nitriding
The same as the surface oxide layer of the ceramic, extremely sintered
This is because it is easier to do so. The surface of the nitride ceramic
To oxidize, 500 to 100 in oxygen or air
It is desirable to heat at 0 ° C. for 0.5 to 3 hours. Further, a nitride ceramic used for sintering may be used.
The average particle diameter of the powder is preferably about 0.1 to 5 μm.
No. This is because sintering is easy. In addition, these sera
Mic powder, the content of Si is 0.05 to 50 ppm,
When the content of S is 0.05-80 ppm (all by weight)
Desirably. These are nitride ceramic surfaces
It possible to combine the oxide film with the added oxide film?
It is. For other firing conditions,
The rate manufacturing method will be described in detail. It is obtained by performing calcination using the above method.
The ceramic substrate used is 0.05 to 10% by weight of oxygen.
It is desirable to contain. Less than 0.05% by weight
Means that sintering does not proceed, fracture occurs at the grain boundaries, and thermal conductivity
If the oxygen content exceeds 10% by weight, the acid
Element segregates at the particle boundary, causing fracture at the particle boundary,
This is because the conductivity is lowered and the temperature raising / lowering characteristics are lowered. In the present invention, a cell constituting a hot plate is provided.
Lamic substrate is made of nitride ceramic containing oxygen.
And the maximum pore diameter is 50 μm or less.
The porosity is desirably 5% or less. Also,
The ceramic substrate has no pores,
If pores are present, the pore size of the largest pore is 50 μm.
m or less. When no pores are present, withstand voltage at high temperature
Is particularly high, and conversely, if pores are present, the fracture toughness
The value increases. Or to either of the design for this purpose, request
It depends on the characteristics. Destroyed by the presence of pores
Although the reason for the increase in toughness is not clear,
Presumably because the expansion is stopped by stomata
You. In the present invention, when the maximum pore diameter is 50 μm or less,
Desirably, if the pore size exceeds 50 μm
Ensure withstand voltage characteristics at high temperatures, especially at 200 ° C or higher
And it is easy for gas to escape during cooling.
This is because the cooling heat efficiency is reduced. Maximum pore porosity
The diameter is desirably 10 μm or less. Warping over 200 ° C
This is because the amount becomes small. The porosity and the maximum pore diameter are determined by the sintering process.
Adjust by pressure time, pressure, temperature, additives such as SiC and BN
I do. Pores are introduced to prevent sintering of SiC and BN
Can be done. When measuring the pore diameter of the largest pore, the sample
Are prepared, and the surfaces thereof are mirror-polished, and 2000 to 50
The surface is photographed at 10 times with an electron microscope at a magnification of 00 times.
Then, the largest pore size was selected from the photographed photos, and
The average of the peaks is defined as the maximum pore diameter. The porosity is measured by the Archimedes method.
You. Pulverized sintered body and pulverized in organic solvent or mercury
Put the material in, measure the volume, and calculate the true ratio from the weight and volume of the pulverized material.
Weight and calculate the porosity from the true specific gravity and the apparent specific gravity.
Because The ceramic constituting the hot plate of the present invention
The diameter of the backing board is desirably 200 mm or more. Especially 12
Desirably, it is not less than inches (300 mm). Next generation
This is because it becomes the mainstream of semiconductor wafers for generations. In addition,
The problem of warping that Ming solves is that the diameter is less than 200 mm.
This is because it hardly occurs on a lamic substrate. The thickness of the ceramic substrate is 50 mm or less.
The lower part is desirable, and in particular, is preferably 25 mm or less. Ceramic
If the thickness of the ceramic substrate exceeds 25 mm,
The heat capacity may be too large.
Once installed and heated and cooled, the heat
This is because the degree followability may be reduced. Ma
Also, the problem of the warpage of the ceramic substrate is that the thickness is 25 mm.
It is unlikely to occur with a thick ceramic substrate that exceeds
It is. The thickness of the ceramic substrate is particularly preferably 5 mm or less.
Suitable. The thickness is desirably 1 mm or more. Ma
Further, the ceramic substrate of the present invention is desirably at least 150 ° C.
Is used at 200 ° C. or higher. The ceramic constituting the hot plate of the present invention
Although there is no particular limitation on the material of the
And carbide ceramics are preferred. The above nitride ceramic
Mick is a metal nitride ceramic, for example, nitrided
Aluminum, silicon nitride, boron nitride, titanium nitride, etc.
Is mentioned. Examples of the above carbide ceramic include:
For example, silicon carbide, titanium carbide, tantalum carbide, titanium carbide
Nesten, zirconium carbide and the like. Also,
Even if an oxide ceramic is used as the above ceramic material,
Often, the above oxide ceramics include metal oxide ceramics.
Mick, for example, alumina, zirconia, cordurai
And mullite. Among these nitride ceramics, in particular,
Aluminum nitride is preferred. Thermal conductivity 180W / m
-Because it is the highest, K. In the present invention, acid is added to the ceramic substrate.
It is desirable to contain a compound. As the above oxide
Is, for example, an alkali metal oxide, an alkaline earth metal acid
And rare earth oxides can be used.
Among the binders, in particular, CaO, YTwo OThree , NaTwo O,
LiTwo O, RbTwo O is preferred. In addition, alumina, silicon
Mosquitoes may be used. As the content of these, 0.5
-20% by weight is desirable. If less than 0.5% by weight,
10-7Pa ・ mThree / Sec (He) or less
Sometimes. As the oxide to be added, a silicon nitride
In this case, silica is most suitable. In the present invention, 5 to 50 ceramic substrates are used.
Desirably, it contains 00 ppm of carbon.
The inclusion of carbon makes the ceramic substrate black
Can be colored, radiant heat when used as a heater
Can be fully utilized. carbon
Is amorphous or crystalline
Good. If amorphous carbon is used,
Can be prevented from lowering the volume resistivity
If used, the thermal conductivity decreases at high temperatures
Is prevented. Therefore, depending on the application
Means that both crystalline and amorphous carbon
You may use together. The carbon content is 50 to 2
000 ppm is more preferred. The above ceramic substrate contains carbon.
If the brightness is higher, the lightness shall be based on JIS Z8721.
The carbon content should be less than N4.
Is desirable. Radiant heat with this level of lightness
This is because the amount and the concealing property are excellent. Here, the lightness N is an ideal black lightness.
0, the ideal white lightness is 10, and these black light
Between the brightness and the brightness of white, the perception of the brightness of the color is equal
Each color is divided into 10 so that
It is displayed. The actual measurement of lightness is N0 to N1
The comparison is made with the color chart corresponding to 0. Decimal point 1 in this case
The place is 0 or 5. [0034] BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A resistance heating element is formed on or inside the
A hot plate, wherein the ceramic substrate comprises:
10 measured by helium leak detector-7Pa ・ m
Three / Sec (He) or less.
I do. FIG. 1 shows an example of the hot plate of the present invention.
FIG. 2 is a schematic bottom view, and FIG.
It is a partial expanded sectional view which shows a part of plate typically.
In this hot plate, the bottom of the ceramic substrate
A heating element is formed. As shown in FIG. 1, the ceramic substrate 11
Is formed in a disk shape, and the ceramic substrate 11
A plurality of concentrically shaped resistive heat
A body 12 is formed. These resistance heating elements 12 are
Double concentric circles close to each other form a single circuit,
These circuits are formed to be lines
Is designed so that the temperature on the heating surface 11a is uniform.
ing. Further, as shown in FIG.
2, a metal coating layer 12a is formed to prevent oxidation.
External terminals 13 are provided at both ends with solder or the like (not shown).
It is joined using. Also, the external terminal 13 includes
A socket 170 with wiring is attached, and
A connection is made. A temperature measuring element 18 is provided on the ceramic substrate 11.
A bottomed hole 14 for insertion is formed.
Is embedded with a temperature measuring element 18 such as a thermocouple.
You. Insert the lifter pin 16 in the part near the center.
A through-hole 15 for passing through is provided. The lifter pin 16 has a silicon
The wafer 9 can be placed and moved up and down.
As a result, the silicon wafer 9 is not shown.
Hand over the silicon wafer 9
The silicon wafer 9
Is placed on the heating surface 11a of the ceramic substrate 11 and heated.
Or the silicon wafer 9 is moved 50 to 20 from the heating surface 11a.
Can be supported and heated in a state of being separated by 00 μm
It has become so. The ceramic substrate 11 has through holes or recesses.
The tip of this through hole or recess is spire or semi-cylindrical.
After inserting the spherical support pin, the support pin is
It is fixed in a state where it is slightly protruded from the plate 11, and this support
By supporting the silicon wafer 9 with the pins, the heating surface
Heat at a distance of 50-2000 μm from 11a
May be. FIG. 3 shows a hot plate (ceramic) having the above structure.
Schematically shows a supporting container 30 for disposing the
FIG. In the upper part of the support container 30, a ceramic
The lock substrate 11 is fitted via the heat insulating material 35 and the bolt
It is fixed using 38 and holding metal fittings 37.
Also, a portion of the ceramic substrate 11 where the through-hole 15 is formed.
A guide tube 32 communicating with the through hole is provided in the
You. Further, this support container 31 has a refrigerant outlet 3
0a is formed, and the refrigerant is blown from the refrigerant injection pipe 39.
And discharged outside through the refrigerant outlet 30a.
The action of this refrigerant causes the ceramic
The cooling substrate 11 can be cooled. Therefore, when the hot plate is energized,
After heating the plate 10 to a predetermined temperature, the refrigerant injection pipe 3
The refrigerant is blown from the ceramic substrate 9 and the ceramic substrate 11 is cooled.
It is. The hot plate of the present invention is
The leak amount is 10-7Pa ・ m
Three / Sec (He) or less
11 can be efficiently cooled. FIG. 4 shows another example of the hot plate of the present invention.
It is a partial expanded sectional view which shows an example typically. This hotp
At the rate, a resistance heating element is formed inside the ceramic substrate
Have been. Although not shown, the hot spot shown in FIG.
Like the plate, the ceramic substrate 21 is formed into a disk shape.
The resistance heating element 22 is formed on the ceramic substrate 2.
1 has a pattern similar to the pattern shown in FIG.
In other words, it is formed of concentric circles, and is a double concentric
The circles are formed in a pattern that forms a set of circuits.
You. Then, immediately below the end of the resistance heating element 22
Is formed with a through hole 28.
A blind hole 27 exposing the hole 28 is formed in the bottom surface 21b.
The external terminal 23 is inserted into the blind hole 27,
(Not shown). Also shown in FIG.
However, the external terminal 23 is not connected to the hot press shown in FIG.
As with the case of the socket, for example, a socket having conductive wires
This conductive wire is connected to a power source etc.
You. The ceramic constituting the hot plate
The substrate 21 was measured by a helium leak detector,
The leak amount is 10-7Pa ・ mThree / Sec (He) or less
Since the bottom is small, the ceramic substrate 21 is sufficiently densely fired.
Tied. Therefore, this hot plate is shown in FIG.
Placed in a supporting container 30 as described above,
Performing temperature and temperature operations can raise and lower the temperature quickly.
You. The ceramic constituting the hot plate of the present invention
If a resistance heating element is provided inside the
It may be provided. In this case, the patterns of each layer complement each other.
It is formed to be complete, and some layers from the heating surface
It is desirable that a pattern is formed on the substrate. For example, each other
The structure is a staggered arrangement. As the resistance heating element, for example, metal or
Sintered conductive ceramics, metal foils, metal wires, etc.
It is. Tungsten, molybdenum
At least one selected from These metals
Is relatively resistant to oxidation and has sufficient resistance to generate heat
This is because that. As the conductive ceramic, a tongue is used.
At least one selected from carbides of stainless steel and molybdenum
Seeds can be used. In addition, ceramic substrates
When forming a resistance heating element on the bottom, use a metal sintered body.
Noble metals (gold, silver, palladium, platinum), nickel
It is desirable to use Specifically, silver, silver-palladium
For example. Used for the above metal sintered body
The metal particles used are spherical, scaly, or spherical.
A flaky mixture can be used. Forming a resistance heating element on the surface of a ceramic substrate
When sintering, metal oxides may be added to the metal and sintered.
No. The above metal oxides are used for ceramic substrates and
This is for bringing the metal particles into close contact. By the above metal oxide
Improves the adhesion between the ceramic substrate and the metal particles
Although the reason is not clear, the surface of the metal particles is slightly oxidized
When the film is formed and the ceramic substrate is an oxide
Of course, even if it is a non-oxide ceramic, its surface
Is formed with an oxide film. Therefore, this oxide film
Sintering on ceramic substrate surface via metal oxide
And the metal particles do not adhere to the ceramic substrate
It is thought. As the metal oxide, for example, oxidized
Lead, zinc oxide, silica, boron oxide (B Two OThree ), Al
At least one selected from Mina, Yttria and Titania
Species are preferred. These oxides have the resistance value of the resistance heating element.
Between the metal particles and the ceramic substrate without increasing the
This is because adhesion can be improved. The metal oxide is 100 parts by weight of metal particles.
0.1 parts by weight or more and less than 10 parts by weight
desirable. By using a metal oxide in this range,
Resistance value does not become too large, metal particles and ceramic substrate
This is because the adhesiveness with the adhesive can be improved. In addition, lead oxide, zinc oxide, silica,
Udine (BTwo OThree ), Alumina, yttria, titania
The ratio is based on 100 parts by weight of the total amount of the metal oxide.
1 to 10 parts by weight of lead oxide and 1 to 30 parts by weight of silica
Parts, 5 to 50 parts by weight of boron oxide, 20 to 7 parts of zinc oxide
0 parts by weight, 1-10 parts by weight of alumina, 1 part of yttria
-50 parts by weight and titania of 1-50 parts by weight are preferred.
However, the total amount of these should not exceed 100 parts by weight.
It is desirable to be adjusted. These ranges are particularly
This is because the adhesiveness to the substrate can be improved. A resistance heating element is provided on the bottom surface of the ceramic substrate.
In this case, the surface of the resistance heating element 12 is covered with a metal layer 12a.
Desirably, it is covered (see FIG. 2). Resistance heating element
Reference numeral 12 denotes a sintered body of metal particles, which is oxidized when exposed.
The oxidation easily changes the resistance value. So
Here, by coating the surface with the metal layer 12a,
Can be prevented. The thickness of the metal layer 12a is 0.1 to 100 μm.
m is desirable. Do not change the resistance of the resistance heating element.
Is within the range that can prevent oxidation of the resistance heating element
It is. The metal used for coating is a non-oxidizing metal
I just need. Specifically, gold, silver, palladium, platinum,
At least one selected from nickel is preferred.
Of these, nickel is more preferred. The resistance heating element
A terminal is required to connect to the
Attached to the resistance heating element through the field, but nickel is solder
This is because the thermal diffusion of the metal is prevented. The connection terminal
External terminals made of metal can be used. It should be noted that the resistance heating element is placed inside the ceramic substrate.
If formed, the surface of the resistance heating element may be oxidized.
There is no need for coating. Resistance heating element inside heater plate
If it is formed in the part, the surface of the resistance heating element
It may be. Using a metal foil or a metal wire as the resistance heating element
You can also. Nickel foil, stainless steel
Resistive heat generated by patterning of stainless steel foil by etching etc.
A body is desirable. Patterned metal foil
You may bond with a fat film etc. As a metal wire,
For example, tungsten wire, molybdenum wire, etc.
You. As the temperature control means, the resistance heating element 12
Another example is a Peltier element. As temperature control means
When using a Peltier device,
By changing, both heat generation and cooling can be performed
It is advantageous. Peltier elements are p-type and n-type thermoelectric elements
Connect them in series and join them to a ceramic plate, etc.
And is formed by As a Peltier element, for example,
Silicon-germanium-based, bismuth-antimony-based,
Lead / tellurium-based materials and the like can be mentioned. In the present invention, if necessary, a ceramic base may be used.
A thermocouple can be embedded in the bottomed hole of the plate. heat
Measure the temperature of the resistance heating element with a
The temperature can be controlled by changing the voltage and current
This is because that. The size of the junction of the thermocouple metal wire is
Same or larger than the wire diameter of each metal wire
And 0.5 mm or less. With this configuration
Therefore, the heat capacity of the joint becomes small,
In addition, it is quickly converted to a current value. For this reason,
Improved temperature control and small temperature distribution on the heated surface of the wafer
It becomes. As the thermocouple, for example, JIS
-C-1602 (1980).
Type, R type, B type, S type, E type, J type, T type thermocouple
Can be Next, a method for manufacturing the hot plate of the present invention
Will be described. FIGS. 5A to 5D show ceramics.
Manufacture of hot plate with resistance heating element on bottom of substrate
It is sectional drawing which showed the method typically. (1) Manufacturing process of ceramic substrate Required for ceramic powder such as aluminum nitride mentioned above
Add a sintering aid such as yttria or a binder
After preparing the slurry, spray dry this slurry
Into granules, put the granules in a mold, etc.
By pressing, it is formed into a plate shape, etc.
). Amorphous and crystalline
Carbon may be added. Next, the formed body is heated, fired and sintered.
Thus, a ceramic plate is manufactured. After this,
The ceramic substrate 11 is manufactured by
Shape that can be used as it is after firing
It may be. Further, the compact is cold isostatically pressed (C
By compressing using (IP), sintering can be performed evenly.
As the process proceeds, the sintering density can be improved. At CIP
The pressure of 0.5 to 5 t / cmTwo Is preferable (Figure
5 (a)). By heating and baking while applying pressure
It is possible to manufacture a ceramic substrate 11 having no pores.
It works. Heating and firing may be at least the sintering temperature.
However, in the case of nitride ceramics,
You. Next, the ceramic substrate 11 is
The support pins to support the silicon wafer.
Through holes, lifters for transporting silicon wafers, etc.
Buried temperature measuring elements such as through holes 15 for inserting pins and thermocouples
A bottomed hole 14 and the like are formed to be inserted. (2) Conductor paste is printed on the ceramic substrate
Printing process The conductive paste is generally made of metal particles, resin, and solvent.
It is a high viscosity fluid. Apply this conductive paste
Where a resistance heating element is to be provided using screen printing
The conductive paste layer is formed by performing printing on the conductive paste.
In addition, the resistance heating element makes the entire ceramic substrate a uniform temperature.
For example, it is necessary to use concentric circles
Or a combination of concentric and bent line shapes
It is preferable to print on a pattern. Conductive paste layer
Indicates that the cross section of the resistance heating element 12 after firing is square and flat.
It is preferable to form them so as to have a shape. (3) Baking of conductor paste The conductor paste layer printed on the bottom surface of the ceramic substrate 11
Heat and bake to remove resin and solvent,
Sintering and baking on the bottom surface of the ceramic substrate 11,
The resistance heating element 12 is formed (FIG. 5B). Heating and baking
The temperature is preferably from 500 to 1000C. The above metal oxide is added to the conductor paste.
If added, metal particles, ceramic substrate and metal acid
Compound is sintered and integrated, so the resistance heating element and ceramic
The adhesion to the substrate is improved. (4) Formation of metal coating layer Next, a metal coating layer 12a is provided on the surface of the resistance heating element 12.
(FIG. 5C). The metal coating layer 12a is formed by electrolytic plating,
Can be formed by electroless plating, sputtering, etc.
However, considering mass productivity, electroless plating is
is there. (5) Mounting of terminals and the like An end of the circuit of the resistance heating element 12 for connection with a power supply is provided.
Attach the external terminal 13 via the solder paste layer 130
(FIG. 5 (d)). Thereafter, a temperature measuring element 18 such as a thermocouple is provided.
Embedded in the bottom hole 14 and sealed with heat-resistant resin such as polyimide
Stop. Although not shown, for example, this external terminal
17 is a detachable socket etc.
Attach. (6) Thereafter, the resistance heating element 12
A ceramic substrate having a cylindrical shape, for example.
And connect the lead extending from the socket to the power supply.
Then, the production of the hot plate is completed. When manufacturing the above hot plate,
By providing electrostatic electrodes inside the
Can be manufactured, and the chuck on the heating surface
A top conductor layer is provided and a guard electrode is provided inside the ceramic substrate.
By providing poles and ground electrodes, the wafer prober
Can be manufactured. In the case where electrodes are provided inside a ceramic substrate
Embed metal foil inside the ceramic substrate.
No. When a conductor layer is formed on the surface of a ceramic substrate,
In this case, sputtering or plating can be used.
And these may be used in combination. Next, a resistor is provided inside the ceramic substrate of the present invention.
A method of manufacturing a hot plate with an anti-heating element
I will tell. FIGS. 6 (a) to 6 (d) show the above hot plate.
It is sectional drawing which showed the manufacturing method typically. (1) Green Sheet Production Step First, the nitride ceramic powder is mixed with a binder, solvent, etc.
Paste to prepare a green sheet
Is prepared. As the ceramic powder described above, nitrided aluminum
Luminium etc. can be used.
A sintering aid such as tritur may be added. Also green
Adds crystalline or amorphous carbon when making sheets
May be. The binder is an acrylic binder.
, Ethyl cellulose, butyl cellosolve, polyvinyl alcohol
At least one selected from alcohols is desirable.
Further, as the solvent, α-terpineol, glycol
At least one selected from The paste obtained by mixing these components is
Green sheet 5
0 is produced. The thickness of the green sheet 50 is 0.1 to
5 mm is preferred. Next, on the obtained green sheet,
If necessary, support pins for supporting the silicon wafer
Carry the silicon wafer, the part that becomes the through hole for inserting the silicon wafer
It becomes a through hole 25 for inserting a lifter pin for
Hole 2 for embedding a temperature measuring element such as a part or a thermocouple
4 to connect the resistance heating element to the external terminal
A portion serving as a through hole 28 is formed. See later
After forming the lean sheet laminate, perform the above processing
Is also good. (2) Conductor paste on green sheet
Printing process On the green sheet 50, place a metal paste or a conductive cell.
Print conductor paste containing lamic, conductor paste layer
220 is formed, and a conductive paste is
To form a filling layer 280. These conductive pastes
Contains metal particles or conductive ceramic particles
ing. Tungsten particles or metal particles
The average particle diameter of the particles such as the molybdenum particles is preferably 0.1 to 5 μm.
New Average particle size is less than 0.1 μm or more than 5 μm
This is because it is difficult to print the conductor paste. As such a conductor paste, for example,
For example, metal particles or conductive ceramic particles 85 to 87 weights
Amount: acrylic, ethyl cellulose, butyl cellosol
And at least one selected from polyvinyl alcohol
1.5 to 10 parts by weight of a binder; and α-terpine
At least one solvent selected from all and glycols
(Paste) obtained by mixing 1.5 to 10 parts by weight of
No. (3) Green Sheet Laminating Step The conductor paste prepared in the above step (1) is printed.
A green sheet 50 which is not prepared in the above step (2).
Sheet 50 on which conductive paste layer 220 is printed
(FIG. 6A). At this time, the product
Grease for stacking the number of green sheets 50 to be layered on the lower side
The number of the heating sheets 22 is larger than the number of
The formation position is eccentric toward the bottom. Specifically, the upper
The number of stacked green sheets 50 is 20 to 50,
The number of stacked green sheets 50 is preferably 5 to 20 sheets. (4) Firing step of green sheet laminate Heat and pressurize the green sheet laminate, and further stack
After calcining the layer at 300-1000 ° C, cold isostatic pressing
Sintering by compressing using lacquer (CIP)
Reduction of variations in thermal conductivity due to differences in density
Can be. The pressure at the time of CIP is 0.5 to 5 t /
cmTwo Is preferred. As described above, the green sheet 50
And sinter the internal conductor paste, ceramic substrate
21 is manufactured. The heating temperature is 1000-2000 ° C
Preferably, the pressure is 10 to 20 MPa.
No. Heating is performed in an inert gas atmosphere. With inert gas
For example, it is possible to use argon, nitrogen, etc.
it can. The obtained ceramic substrate 21 is provided with a lifter
Insert a through hole 25 for inserting a pin or a temperature measuring element
6 (FIG. 6 (b)).
Forming a blind hole 27 to expose the hole 28
(FIG. 6 (c)). Through hole 25, bottomed hole 24 and blind hole 2
7 、 Drilling and sandblasting after surface polishing
Can be formed by blasting
You. Next, the through hole exposed from the blind hole 27
The external terminal 23 is connected to the external terminal 28 using a gold solder or the like (FIG. 6).
(D)). Further, although not shown, the external terminal 23
For example, detachably attach a socket with a conductive wire
You. The heating temperature is 90 to 45 in the case of soldering.
0 ° C. is preferred, and in the case of brazing material treatment, 900 ° C.
~ 1100 ° C is preferred. Furthermore, as a temperature measuring element
Seal a thermocouple with a heat-resistant resin to form a hot plate.
You. (5) After that, resistance heat is generated inside such
The ceramic substrate 21 having the body 12 is supported in a cylindrical shape.
Attach it to the container and use the lead wire extending from the socket
Connection completes hot plate manufacturing
You. In the above hot plate, a silicon
Place a silicon wafer, etc., or a silicon wafer, etc.
After holding the support pins, heat or cool the silicon wafer, etc.
Various operations can be performed while performing the operation. When manufacturing the hot plate,
By providing electrostatic electrodes inside the
Can be manufactured, and the chuck on the heating surface
A top conductor layer is provided and a guard electrode is provided inside the ceramic substrate.
By providing poles and ground electrodes, the wafer prober
Can be manufactured. In the case where electrodes are provided inside a ceramic substrate
Is the same as when forming a resistance heating element.
A conductor paste layer may be formed on the surface of the conductor. Also,
When forming a conductor layer on the surface of the
It is possible to use a sputtering method or a plating method.
You may use together. [0086] DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in more detail. (Examples 1 to 7) Production of hot plate (see FIG. 6) (1) Aluminum nitride fired at 500 ° C for 1 hour in air
Powder (manufactured by Tokuyama Corporation, average particle size 0.6 μm) 100
0 parts by weight, 40 weights of yttria (average particle size: 0.4 μm)
Parts, 115 parts by weight of acrylic binder, 5 parts by weight of dispersant
And alcohol comprising 1-butanol and ethanol
Using a paste mixed with 530 parts by weight of
Molding by the reed method
Was obtained. (2) Next, the green sheet is heated to 80 ° C.
After drying for 5 hours, the diameter is 1.8m by punching
m, 3.0mm, to connect with 5.0mm external terminal
And the like to be a through hole. (3) Tungsten powder having an average particle diameter of 1 μm
-Bite particles 100 parts by weight, acrylic binder 3.0
Parts by weight, 3.5 parts by weight of α-terpineol solvent and
0.3 parts by weight of powder was mixed to prepare a conductor paste A
Was. 100 weight of tungsten particles having an average particle diameter of 3 μm
Parts, 1.9 parts by weight of acrylic binder, α-terpineo
3.7 parts by weight of dispersant and 0.2 parts by weight of dispersant
Thus, a conductor paste B was prepared. This conductive paste A
Is printed on the green sheet 50 by screen printing, and the resistance is
A conductor paste layer 220 for the heating element 22 was formed. printing
The pattern is a concentric pattern as shown in FIG.
And the width of the conductor paste is 10 mm and its thickness is 12 μm.
And In addition, a conductor pen
The paste B was filled to form a filling layer 280. The green sheet 50 after the above processing is completed
Green sheet without printing tungsten paste
37 are stacked on the upper side (heating surface) and 13 on the lower side,
These were placed at 130 ° C. and 80 kgf / cmTwo Pressure
Thus, a laminate was formed (FIG. 6A). (4) Next, the obtained laminated body is
Medium, degreased at 600 ° C for 5 hours.
Using a cold isostatic press (CIP), 3 t / cmTwo of
Compressed under pressure, then 1890 ° C, as shown in Table 1
Pressure 0-200kgf / cmTwo Hot for 3 hours
To obtain a 3 mm-thick aluminum nitride plate.
This is cut out into a 230 mm disk shape, and the thickness is 6 μm inside.
m, width 10mm (aspect ratio: 1666)
Ceramic substrate having body 22 and through hole 28
21 (FIG. 6B). (5) Next, the plate obtained in (4) is
After polishing with a diamond grindstone, a mask is placed and Si
Bottom hole for thermocouple on the surface by blasting with C etc.
(Diameter: 1.2 mm, depth: 2.0 mm)
Was. (6) Further, a through hole 28 is formed.
The part that has been cut out is cut out to form a bag hole 27 (FIG. 6).
(C)) A gold solder made of Ni-Au is inserted into the blind hole 27.
Used, heated and reflowed at 700 ° C to make Kovar external end
The child 23 was connected (FIG. 6D). In addition, external terminal
For connection, the structure is supported by a tungsten support at three points.
desirable. Because connection reliability can be ensured.
You. (7) Next, a plurality of thermoelectric devices for controlling temperature
The pair is embedded in the bottomed hole (not shown), and the resistance heating element 22 is
The production of a hot plate having the same was completed. (8) Next, this hot plate is shown in FIG.
The glassware is placed in the stainless steel support container 30 of the shape shown.
Through a heat insulating material 35 made of fluororesin reinforced with
I was fitted. After completing the production of the hot plate,
Leakage, thermal conductivity, oxygen content, etc. of the mic substrate
Is measured by the following method to support this hot plate.
After being inserted into the container and energized, the temperature was raised to 300 ° C.
When a refrigerant is introduced into the holding container and cooled, and required to raise or lower the temperature
The interval was measured. The results are shown in Table 1 below. (Embodiment 8) Production of hot plate (FIG. 5)
reference) (1) Aluminum nitride fired in air at 500 ° C for 1 hour
Powder (manufactured by Tokuyama Corporation, average particle size 0.6 μm) 100
0 parts by weight, it (YTwo OThree , Average particle size: 0.4μ
m) 40 parts by weight, 115 parts by weight of acrylic binder and
Spray dry the composition consisting of alcohol,
A granular powder was produced. (2) Next, this granular powder is put into a mold.
This was molded into a flat plate to obtain a molded product (green). Further
Then, this compact was cold isostatically pressed by Kobe Steel (C
IP), 3 t / cmTwo And then compress the surface
Polished. (3) Temperature of the formed body after processing is 1800
℃, pressure: hot press at 20MPa, thickness 3mm
Was obtained. Next, this sintered body
Cut out a disk with a diameter of 230 mm from the
A plate-shaped body (ceramic substrate 11) was formed (FIG. 5A). [0098] Next, a drilling process is performed on this plate-shaped body, and
Through holes 15 for inserting lifter pins of recon wafer, and
And forming a bottomed hole 14 for inserting a temperature measuring element 18
did. (4) On the bottom surface of the sintered body obtained in (3),
The conductor paste was printed by screen printing. Printing putter
The pattern is a concentric pattern as shown in FIG.
Was. As the conductive paste, use the through-hole of the printed wiring board.
Sorbeth manufactured by Tokuriki Chemical Laboratory
GPS603D was used. This conductive paste is a silver-lead paste.
Per 100 parts by weight of silver, lead oxide (5% by weight), acid
Zinc oxide (55% by weight), silica (10% by weight),
From urine (25% by weight) and alumina (5% by weight).
7.5 parts by weight of metal oxide. Also,
The silver particles have an average particle size of 4.5 μm and are scaly.
there were. (5) Next, sintering with printed conductor paste
The body is heated and fired at 780 ° C. to obtain silver in the conductor paste,
Sinters lead and sinters it to a sintered body to create a resistance heating element
No. 12 was formed (FIG. 5B). Silver-lead resistance heating element 1
No. 2 has a thickness of 5 μm, a width of 2.4 mm, and a sheet resistivity of 7.
It was 7 mΩ / □. (6) Nickel sulfate 80 g / l, hypophosphorous acid
Acid sodium 24 g / l, sodium acetate 12 g / l,
Water with a concentration of boric acid 8 g / l and ammonium chloride 6 g / l
In the electroless nickel plating bath consisting of a solution,
The surface of the silver-lead resistance heating element 12 is immersed in the manufactured sintered body.
1m thick metal coating layer (nickel layer) 12a
(FIG. 5 (c)). (7) External for ensuring connection to power supply
By screen printing on the part to attach the terminal 13
Solder by printing silver-lead solder paste (Tanaka Kikinzoku Co., Ltd.)
A paste layer was formed. Then, on the solder paste layer
Place Kovar external terminals 13 and heat at 420 ° C
Reflow, and connect one end of the external terminal 17 via the solder layer 130.
And attached to the surface of the resistance heating element 12 (FIG. 5).
(D)). (8) Next, this hot plate is shown in FIG.
The ceramic support container 30 of the shape shown
Ibar (product name of IBIDEN)
And fitted through a heat insulating material 35. After completing the production of the hot plate,
The amount of leak, thermal conductivity, oxygen content, etc.
Measure according to the following method,
It is energized by being inserted into a vessel, and after heating to 300 ° C, it is supported
Time required for cooling by introducing a refrigerant into a container, and for raising and lowering the temperature
Was measured. The results are shown in Table 1 below. (Example 9) Baking in air at 500 ° C for 1 hour
Silicon nitride powder (Tokuyama Co., average particle size 0.6μ)
m) 100 parts by weight, yttria (average particle size: 0.4 μm)
m) 40 parts by weight, 20 parts by weight of alumina, 40 parts by weight of silica
Parts, acrylic binder 11.5 parts by weight, dispersant 0.5 weight
Parts, and 1-butanol and ethanol
Use a paste mixed with 53 parts by weight of alcohol,
Formed by tar blade method, thickness 0.50mm
Green sheet was obtained. Using this green sheet
A laminate was prepared and degreased at 600 ° C. in the same manner as in Example 1.
Later, using a cold isostatic press (CIP) manufactured by Kobe Steel
And 3t / cmTwo At pressure. Next, the firing conditions
Temperature 1900 ° C, pressure 200kgf / cmTwoOther than
Manufactured a hot plate in the same manner as in Example 1,
It was installed in the holding container 30. After finishing the production of the hot plate,
The amount of leak, thermal conductivity, oxygen content, etc.
Measure according to the following method,
It is energized by being inserted into a vessel, and after heating to 300 ° C, it is supported
Time required for cooling by introducing a refrigerant into a container, and for raising and lowering the temperature
Was measured. The results are shown in Table 1 below. Example 10 300 kgf / cmTwo Add
Hot play was performed in the same manner as in Example 1 except that pressure was applied.
And manufactured and placed in the support container 30. After completing the production of the hot plate,
The amount of leak, thermal conductivity, oxygen content, etc.
Measure according to the following method,
It is energized by being inserted into a vessel, and after heating to 300 ° C, it is supported
Time required for cooling by introducing a refrigerant into a container, and for raising and lowering the temperature
Was measured. The results are shown in Table 1 below. (Comparative Example 1) Production of hot plate Aluminum nitride powder (manufactured by Tokuyama Corporation, average particle size 1.1
μm) 1000 parts by weight, yttria (average particle size: 0.4
μm) 40 parts by weight, acrylic binder 115 parts by weight, min
From 5 parts by weight of powder and 1-butanol and ethanol
Paste containing 530 parts by weight of alcohol
Then, forming by the doctor blade method was performed to obtain a thickness of 0.1 mm.
Same as Example 1 except that a 47 mm green sheet was obtained.
In the same way, a hot plate is manufactured and
Was. After the production of the hot plate is completed,
The amount of leak, thermal conductivity, oxygen content, etc.
Measure according to the following method,
It is energized by being inserted into a vessel, and after heating to 300 ° C, it is supported
Time required for cooling by introducing a refrigerant into a container, and for raising and lowering the temperature
Was measured. The results are shown in Table 1 below. (Comparative Example 2) Production of hot plate Aluminum nitride powder (manufactured by Tokuyama Corporation, average particle size 1.1
μm) 1000 parts by weight, acrylic binder 115 parts by weight
Parts, 5 parts by weight of a dispersant and 1-butanol and ethanol
Containing 530 parts by weight of alcohol consisting of
Using the doctor blade method
Example 1 except that a 0.47 mm green sheet was obtained.
A hot plate is manufactured in the same manner as
Was placed. After completing the production of the hot plate,
The amount of leak, thermal conductivity, oxygen content, etc.
Measure according to the following method,
It is energized by being inserted into a vessel, and after heating to 300 ° C, it is supported
Time required for cooling by introducing a refrigerant into a container, and for raising and lowering the temperature
Was measured. The results are shown in Table 1 below. (Comparative Example 3) The amount of yttria was 0.2 weight
Hot plate in the same manner as in Example 7 except that
Was prepared and placed in a supporting container. After completing the production of the hot plate,
The amount of leak, thermal conductivity, oxygen content, etc.
Measure according to the following method,
It is energized by being inserted into a vessel, and after heating to 300 ° C, it is supported
Time required for cooling by introducing a refrigerant into a container, and for raising and lowering the temperature
Was measured. The results are shown in Table 1 below. Comparative Example 4 The firing temperature was 1600 ° C.
Except that no pressurization was performed,
A plate was manufactured and placed in a support vessel. After the production of the hot plate is completed,
The amount of leak, thermal conductivity, oxygen content, etc.
Measure according to the following method,
It is energized by being inserted into a vessel, and after heating to 300 ° C, it is supported
Time required for cooling by introducing a refrigerant into a container, and for raising and lowering the temperature
Was measured. The results are shown in Table 1 below. [0118]Evaluation method (1) Thermal conductivity a. Used equipment Ligag Laser Flash Method Thermal Constant Measurement System LF / TCM-FA8510B b. Test condition. Temperature: 25 ° C, 450 ° C Atmosphere: vacuum c. Measuring method ・ Temperature detection in specific heat measurement uses silver paste on the back of the sample.
The measurement was performed using a thermocouple (platinel) adhered to the above. ・ At room temperature specific heat measurement, light receiving plate (glassy
Carbon) bonded with silicon grease
The specific heat (Cp) of the sample was calculated according to the following equation (1).
I asked. [0119] (Equation 1) In the above formula (1), ΔOIs the input
The energy, ΔT, is the saturation value of the temperature rise of the sample, Cp
GC Is the specific heat of glassy carbon, WGC Is
Sea carbon weight, CpSG Of the silicon grease
Specific heat, WSG Is the weight of silicon grease, W is the sample
Weight. (2) Oxygen content Trials sintered under the same conditions as the sintered bodies according to the examples and comparative examples
The material is ground in a tungsten mortar and 0.01 g of this is collected.
Sample heating temperature 2200 ° C, heating time 30 seconds 1 condition
Oxygen / nitridation simultaneous analyzer (TC-13 manufactured by LECO)
6). (3) Leakage Trials sintered under the same conditions as the sintered bodies according to the examples and comparative examples
Fee (area 706.5mm Two , Thickness 1mm)
Type helium leak detector (“MSE” manufactured by Shimadzu Corporation)
-11AU / TP type ")
Was measured. (4) Withstand voltage Adhere the aluminum foil to the surface of the heating
To raise the temperature of the external aluminum foil and ceramic substrate.
Apply a voltage to the back and measure the voltage at which dielectric breakdown occurred.
Specified. The withstand voltage shown in the table indicates that this voltage
Is the value divided by the thickness of Voltage application and voltage during dielectric breakdown
The pressure was measured using Nichicon DCC-30K3T.
I went. (5) Temperature rise / fall time The time required to raise the temperature to 300 ° C and the
The time for the temperature to fall was measured. Temperature drop is 0.1mThree Per minute
Performed by blowing air. [0125] [Table 1] As is clear from the results shown in Table 1, the actual
Ceramics constituting hot plate according to Examples 1 to 10
Substrate, the helicopter measured with a helium leak detector.
Um leak rate is 10-7Pa ・ mThree / Sec or less
And high thermal conductivity, so it has good temperature rise and fall characteristics.
During cooling, the temperature is lowered to 100 ° C. in a short time.
Also, the withstand voltage is high. On the other hand, the hot plates of Comparative Examples 1 to 4 were
Helium leaks in any ceramic substrate
The quantity is 10-7Pa ・ mThree / Sec
These have low thermal conductivity and do not have good temperature rise / fall characteristics.
It takes a relatively long time even when the temperature falls,
The values are inferior to those of Examples 1 to 10. Ma
Also, the withstand voltage is remarkably inferior. As described above, the hot plate of the present invention
Is 10 measured by a helium leak detector.-7Pa
・ MThree / Sec (He)
It has excellent temperature rise characteristics, especially excellent temperature fall characteristics.
It is. [0129] As described above, the hot press of the present invention is
Is measured by a helium leak detector and is 10
-7Pa ・ mThree / Sec (He) or less
As it is sintered, it has excellent thermal conductivity,
Excellent temperature rise / fall characteristics, especially excellent temperature fall characteristics.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の底面に抵抗発熱体が形成されたホット
プレートの一例を模式的に示す底面図である。 【図2】図1に示したホットプレートの一部を模式的に
示す部分拡大断面図である。 【図3】図1に示したホットプレートを配設するための
支持容器を模式的に示した断面図である。 【図4】本発明の内部に抵抗発熱体が形成されたホット
プレートの一例を模式的に示す部分拡大断面図である。 【図5】(a)〜(d)は、本発明の底面に抵抗発熱体
が形成されたホットプレートの製造工程の一部を模式的
に示す断面図である。 【図6】(a)〜(d)は、本発明の内部に抵抗発熱体
が形成されたホットプレートの製造工程の一部を模式的
に示す断面図である。 【符号の説明】 9 シリコンウエハ 10、20 ホットプレート 11、21 セラミック基板 12、22 抵抗発熱体 13、23 外部端子 14 有底孔 15 貫通孔 16 リフターピン 18 熱電対 25 貫通孔 27 袋孔 28 スルーホール 30 支持容器 30a 冷媒吹き出し口 32 ガイド管 35 断熱材 37 押さえ用金具 38 ボルト 39 冷媒注入管 130 半田ペースト層 170 ソケット
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a bottom view schematically showing an example of a hot plate in which a resistance heating element is formed on the bottom surface of the present invention. FIG. 2 is a partially enlarged sectional view schematically showing a part of the hot plate shown in FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a support container for disposing the hot plate shown in FIG. FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing an example of a hot plate in which a resistance heating element is formed inside the present invention. FIGS. 5A to 5D are cross-sectional views schematically showing a part of a manufacturing process of a hot plate in which a resistance heating element is formed on a bottom surface according to the present invention. FIGS. 6A to 6D are cross-sectional views schematically showing a part of a manufacturing process of a hot plate having a resistance heating element formed therein according to the present invention. [Description of Signs] 9 Silicon wafer 10, 20 Hot plate 11, 21 Ceramic substrate 12, 22 Resistance heating element 13, 23 External terminal 14 Bottom hole 15 Through hole 16 Lifter pin 18 Thermocouple 25 Through hole 27 Bag hole 28 Through Hole 30 Support container 30a Refrigerant outlet 32 Guide tube 35 Insulating material 37 Holder 38 Bolt 39 Refrigerant injection tube 130 Solder paste layer 170 Socket

フロントページの続き Fターム(参考) 3K034 AA03 AA10 AA16 AA21 AA34 AA37 BA02 BA15 BA17 BB06 BB14 BC04 BC12 BC17 BC27 CA03 CA17 CA24 DA04 EA07 JA04 JA10 3K092 PP20 QA05 QB09 QB13 QB32 QB44 QB47 QB63 QB75 QC07 QC34 QC42 QC43 QC52 QC53 QC58 RF11 RF17 RF22 UA05 VV12 VV16 VV22 4G030 AA12 AA51 BA12 Continuation of front page    F term (reference) 3K034 AA03 AA10 AA16 AA21 AA34                       AA37 BA02 BA15 BA17 BB06                       BB14 BC04 BC12 BC17 BC27                       CA03 CA17 CA24 DA04 EA07                       JA04 JA10                 3K092 PP20 QA05 QB09 QB13 QB32                       QB44 QB47 QB63 QB75 QC07                       QC34 QC42 QC43 QC52 QC53                       QC58 RF11 RF17 RF22 UA05                       VV12 VV16 VV22                 4G030 AA12 AA51 BA12

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】 セラミック基板の表面または内部に抵抗
発熱体が形成されてなるホットプレートであって、前記
セラミック基板は、ヘリウムリークディテクタによる測
定で10-7Pa・m 3 /sec(He)以下のリーク量
であることを特徴とするホットプレート。
[Claims] A resistor is provided on the surface or inside of a ceramic substrate.
A hot plate on which a heating element is formed, wherein:
The ceramic substrate is measured with a helium leak detector.
Regularly 10-7Pa ・ m Three / Sec (He) or less
A hot plate, characterized in that:
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018080103A (en) * 2010-12-14 2018-05-24 ヘクサテック,インコーポレイテッド Thermal expansion treatment of polycrystalline aluminum nitride sintered body and its application to semiconductor manufacturing

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