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JP2003208967A - Hot plate - Google Patents

Hot plate

Info

Publication number
JP2003208967A
JP2003208967A JP2002320272A JP2002320272A JP2003208967A JP 2003208967 A JP2003208967 A JP 2003208967A JP 2002320272 A JP2002320272 A JP 2002320272A JP 2002320272 A JP2002320272 A JP 2002320272A JP 2003208967 A JP2003208967 A JP 2003208967A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ceramic substrate
hot plate
heating element
resistance heating
temperature
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
JP2002320272A
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 JP2002320272A priority Critical patent/JP2003208967A/en
Publication of JP2003208967A publication Critical patent/JP2003208967A/en
Pending legal-status Critical Current

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

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hot plate in which the temperature of its heating surface can be measured more correctly by a thermo-viewer since the infrared transmittance of a ceramic board is as low as 10% or less. <P>SOLUTION: The hot plate which consists of the ceramic board, in which an electricity conductor layer has been formed on the surface or in the inside, and the transmittance of the wavelength of infrared rays of the above ceramic board is 0 or 10% or less. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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、主に半導体の製造
や検査に用いられるホットプレートに関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a hot plate mainly used for manufacturing and inspecting semiconductors.

【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
たヒータやウエハプローバ等が用いられてきた。
2. Description of the Related Art In semiconductor manufacturing / inspection equipment including etching equipment and chemical vapor deposition equipment, heaters and wafer probers using metal base materials such as stainless steel and aluminum alloy have been used. Has been.

【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。
However, such a metal heater is
There were the following problems. First of all, because it is made of metal,
The thickness of the heater plate should be as thick as about 15 mm. This is because, in a thin metal plate, warping, distortion, etc. may not occur due to thermal expansion due to heating, and the silicon wafer placed on the metal plate may be damaged or tilted. However, when the thickness of the heater plate is increased, there is a problem that the weight of the heater becomes heavy and the heater becomes bulky.

【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。
Further, the temperature of a surface (hereinafter referred to as a heating surface) for heating an object to be heated such as a silicon wafer is controlled by changing the voltage and the amount of current applied to the resistance heating element. Since it is thick, the temperature of the heater plate does not quickly follow changes in voltage and current amount, and there is a problem that temperature control is difficult.

【0005】そこで、特開平11−40330号公報に
記載のように、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(セラミック基板)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
られたホットプレートが提案されている。また、特開平
9−48668号公報には、カーボンを含有する窒化ア
ルミニウム焼結体が開示されている。
Therefore, as described in JP-A-11-40330, a nitride ceramic or a carbide ceramic having a high thermal conductivity and a high strength is used as a substrate, and a plate-shaped body (ceramic) made of these ceramics is used. A hot plate has been proposed in which a resistance heating element formed by sintering metal particles is provided on the surface of a substrate. Further, Japanese Patent Laid-Open No. 9-48668 discloses an aluminum nitride sintered body containing carbon.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このセ
ラミック基板では、サーモビュアで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)の表面温
度を測定しようとすると、赤外線を透過してしまうた
め、発熱体から放射される赤外線を測定することとな
り、正確な加熱面の温度測定ができないという問題があ
った。
However, in this ceramic substrate, when an attempt is made to measure the surface temperature of a surface (hereinafter referred to as a heating surface) for heating an object to be heated such as a silicon wafer with a thermoviewer, infrared rays are transmitted. Therefore, infrared rays emitted from the heating element are measured, and there is a problem that the temperature of the heating surface cannot be accurately measured.

【0007】[0007]

【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、セラミック基板中
に所定量のカーボンを含有させることにより、すなわ
ち、セラミック粉末と樹脂を加圧成形し、生成形体とし
た後、脱脂、焼成することで、炭素の結晶性を低下させ
て、赤外線の吸収効率を高くし、また、樹脂として脱脂
工程で炭素が残りやすく、また、結晶性の低いものを選
択したりすることで、赤外線透過率が0または10%以
下のセラミック基板を製造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。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies for solving the above problems, the present inventors have found that a ceramic substrate contains a predetermined amount of carbon, that is, a ceramic powder and a resin are pressed. After molding and forming a green body, degreasing and firing reduce the crystallinity of carbon to increase the infrared absorption efficiency, and the carbon tends to remain as a resin in the degreasing step, and the crystalline The inventors have found that a ceramic substrate having an infrared transmittance of 0 or 10% or less can be manufactured by selecting a low one, and have completed the present invention.

【0008】すなわち本発明は、セラミック基板の表面
または内部に導体層が形成されたホットプレートであっ
て、上記セラミック基板は、2500nmの波長の赤外
線の透過率が0または10%以下であり、望ましくは、
JIS Z 8721に基づく明度がN4以下であるこ
とを特徴とするホットプレートである。
That is, the present invention is a hot plate in which a conductor layer is formed on the surface or inside of a ceramic substrate, wherein the ceramic substrate has a transmittance of infrared rays having a wavelength of 2500 nm of 0 or 10% or less. Is
The hot plate has a lightness of N4 or less according to JIS Z 8721.

【0009】本発明のホットプレートによれば、セラミ
ック基板は、赤外線、特に波長2500nmの赤外線透
過率が10%以下であるため、発熱体から放射される赤
外線を透過せず、ホットプレート加熱面の表面温度をサ
ーモビュアなどで測定する際に、発熱体からの赤外線が
邪魔にならない。このため、サーモビュアの測定波長を
2500nm付近から設定することができ、低温で発生
する比較的短い波長の赤外線を捉えることができるよう
になり、低温から高温まで広い温度範囲で加熱面の温度
を測定することが可能になる。
According to the hot plate of the present invention, since the ceramic substrate has an infrared ray, particularly an infrared ray transmittance at a wavelength of 2500 nm of 10% or less, it does not transmit infrared rays radiated from the heating element, so that the hot plate heating surface is When measuring the surface temperature with a thermoviewer, the infrared rays from the heating element do not interfere. Therefore, the measurement wavelength of the thermoviewer can be set from around 2500 nm, and it becomes possible to capture infrared rays of a relatively short wavelength generated at low temperature, and the temperature of the heating surface can be measured in a wide temperature range from low temperature to high temperature. It becomes possible to do.

【0010】また、JIS Z 8721に基づく明度
がN4以下と黒色化されているため、黒体放射を利用す
ることができ、高輻射熱が得られ、抵抗発熱体等による
セラミック基板の加熱を効率よく行うことができる。さ
らに、内部に抵抗発熱体が形成されている場合には、そ
の抵抗発熱体を隠蔽することができる。
Further, since the brightness according to JIS Z 8721 is blackened to N4 or less, black body radiation can be utilized, high radiant heat can be obtained, and heating of the ceramic substrate by a resistance heating element or the like can be efficiently performed. It can be carried out. Further, when the resistance heating element is formed inside, the resistance heating element can be hidden.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明のホットプレートに
ついて実施の形態に則して説明する。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導体層が
形成されたホットプレートであって、上記セラミック基
板は、赤外線の波長の透過率が0または10%以下であ
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The hot plate of the present invention will be described below with reference to the embodiments. The hot plate of the present invention is a hot plate in which a conductor layer is formed on the surface or inside a ceramic substrate, and the ceramic substrate has an infrared wavelength transmittance of 0 or 10% or less.

【0012】測定する赤外線の波長は、760〜260
0nmが使用できるが、2500nmが望ましい。近赤
外線領域(760〜2500nm)と中間赤外線領域
(2500〜25000nm)の中間領域であるので、
両方の領域の透過率の目安になるからである。また、比
較的低温では近赤外線が発生しやすいが、近赤外線領域
の透過率を10%以下とすることで、低温〜高温(10
0〜800℃)までの加熱面の温度をサーモビュアによ
り正確に測定することができる。
The wavelength of infrared rays to be measured is 760 to 260
0 nm can be used, but 2500 nm is preferable. Since it is an intermediate region between the near infrared region (760-2500 nm) and the mid-infrared region (2500-25000 nm),
This is because it serves as a guide for the transmittance of both regions. Further, near infrared rays are easily generated at a relatively low temperature, but by setting the transmittance in the near infrared region to 10% or less, low temperature to high temperature (10
The temperature of the heating surface of 0 to 800 ° C.) can be accurately measured by a thermoviewer.

【0013】また、セラミック基板の赤外線透過率を、
0または10%以下としたのは、上記透過率が10%を
超えると、発熱体からの赤外線がバックグランドにな
り、加熱面の温度測定ができず、測定値に誤差を生じて
しまう。誤差を見込んで補正処理を行えば測定すること
ができるが、補正処理ソフトが必要になり煩雑であり、
実用的なホットプレートとは言えない。透過率は5%以
下が最適である。なお、上記光透過率は、0.5mmの
厚さのセラミック基板の光透過率を測定した際の値であ
る。
The infrared transmittance of the ceramic substrate is
The reason why it is set to 0 or 10% or less is that if the above-mentioned transmittance exceeds 10%, infrared rays from the heating element become the background, the temperature of the heating surface cannot be measured, and an error occurs in the measured value. It is possible to measure by performing the correction process in consideration of the error, but it is complicated because the correction processing software is required,
Not a practical hot plate. The optimum transmittance is 5% or less. The light transmittance is a value when the light transmittance of a ceramic substrate having a thickness of 0.5 mm is measured.

【0014】また、セラミック基板の明度は、JIS
Z 8721の規定に基づく値でN4以下であることが
望ましい。このような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。また、このような特性を有す
るセラミック基板は、サーモビュアによる正確な表面温
度測定が可能となり、このサーモビュアを利用すること
により、セラミック基板のシリコンウエハ等を加熱する
面(加熱面)の温度の制御等が容易になる。
Further, the brightness of the ceramic substrate is JIS
It is desirable that the value based on the regulation of Z 8721 is N4 or less. This is because those having such brightness are excellent in radiant heat amount and concealing property. In addition, a ceramic substrate with such characteristics enables accurate surface temperature measurement by a thermoviewer, and by using this thermoviewer, the temperature of the surface (heating surface) that heats the silicon wafer of the ceramic substrate can be controlled. Will be easier.

【0015】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。そして、実際の測定は、N0〜N
10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。
Here, the lightness N is such that the ideal lightness of black is 0 and the ideal lightness of white is 10, and the brightness of the color is between the lightness of black and the lightness of white. Each color is divided into 10 so that the perception of is equal to each other, and is displayed by symbols N0 to N10. And the actual measurement is N0-N
The color chart corresponding to 10 is compared. In this case, the first decimal place is 0 or 5.

【0016】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。
FIG. 1 is a bottom view schematically showing an example of the hot plate of the present invention, and FIG. 2 is a partially enlarged sectional view schematically showing a part of the hot plate shown in FIG.
In this hot plate, a resistance heating element is formed on the bottom surface of the ceramic substrate.

【0017】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、周縁部に近い部分に屈曲形状の回路
からなる抵抗発熱体12aが形成され、それよりも内側
の部分に略同心円形状からなる抵抗発熱体12b〜12
dが形成され、これらの回路を組み合わせて、加熱面1
1aでの温度が均一になるように設計されている。
As shown in FIG. 1, the ceramic substrate 11
Are formed in a disk shape, and the ceramic substrate 11
A resistance heating element 12a made of a bent circuit is formed in a portion close to the peripheral portion on the bottom surface 11b of the bottom surface 11b, and resistance heating elements 12b to 12 having a substantially concentric shape are formed in the inner portion thereof.
d is formed and these circuits are combined to form the heating surface 1
It is designed so that the temperature at 1a is uniform.

【0018】また、抵抗発熱体12a〜12dは、酸化
を防止するために金属被覆層120が形成され、その両
端に入出力用の端部13が形成されており、さらに、こ
の端部13には、図2に示すように外部端子17が半田
等を用いて接合されている。また、この外部端子17に
は、配線を備えたソケット170が接続され、電源との
接続が図られるようになっている。
Further, the resistance heating elements 12a to 12d are formed with a metal coating layer 120 for preventing oxidation, and input / output end portions 13 are formed at both ends of the metal coating layer 120. As shown in FIG. 2, the external terminals 17 are joined using solder or the like. Further, a socket 170 provided with wiring is connected to the external terminal 17 so as to be connected to a power source.

【0019】また、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が形成されており、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。
Further, a bottomed hole 14 for inserting the temperature measuring element 18 is formed in the ceramic substrate 11, and a through hole 15 for inserting the lifter pin 16 is provided in a portion near the center. Has been.

【0020】このリフターピン16は、その上にシリコ
ンウエハ19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19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19
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19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19を加熱面11aから
50〜2000μm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。
The lifter pin 16 is configured such that a silicon wafer 19 can be placed on the lifter pin 16 and moved up and down. This allows the silicon wafer 19 to be transferred to a transfer machine (not shown) or transferred from the transfer machine to the silicon. Wafer 19
The silicon wafer 19 is placed on the heating surface 11a of the ceramic substrate 11 and heated, or the silicon wafer 19 is supported and heated while being separated from the heating surface 11a by 50 to 2000 μm. Is able to.

【0021】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19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。
A state in which a through hole or a recess is provided in the ceramic substrate 11, and a support pin having a pointed or hemispherical tip is inserted into the through hole or the recess, and then the support pin is slightly projected from the ceramic substrate 11. Alternatively, the silicon wafer 19 may be heated by being fixed at a distance of 50 to 2000 μm from the heating surface 11a by supporting the silicon wafer 19 with the support pins.

【0022】図3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。
FIG. 3 is a partially enlarged sectional view schematically showing another example of the hot plate of the present invention. In this hot plate, a resistance heating element is formed inside a ceramic substrate.

【0023】図示はしていないが、図1に示したセラミ
ックヒータと同様に、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
21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、同心円と屈曲線とを組み合わせたパター
ンで形成されている。
Although not shown, similar to the ceramic heater shown in FIG. 1, the ceramic substrate 21 is formed in a disk shape, and the resistance heating element 22 is provided inside the ceramic substrate 21. It is formed by a pattern similar to the pattern shown in, that is, a pattern in which concentric circles and bending lines are combined.

【0024】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24
等で接合されている。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。
A through hole 28 is formed immediately below the end of the resistance heating element 22, and a bag hole 27 for exposing the through hole 28 is formed on the bottom surface 21b. The bag hole 27 has an external terminal. 23 is inserted and brazing material 24
Are joined together. Although not shown in FIG. 3,
Like the hot plate shown in FIG. 1, a socket having a conductive wire is attached to the external terminal 23,
This conductive wire is connected to a power source or the like.

【0025】本発明のホットプレートは、例えば、図1
〜3に示したような構成を有するものである。以下にお
いて、上記ホットプレートを構成する各部材等につい
て、順次、詳細に説明していくことにする。
The hot plate of the present invention is, for example, as shown in FIG.
3 to 3 have the configurations shown in FIG. In the following, each member constituting the hot plate will be sequentially described in detail.

【0026】上記ホットプレートを構成するセラミック
材料は特に限定されるものではなく、例えば、窒化物セ
ラミック、炭化物セラミック、酸化物セラミック等が挙
げられる。
The ceramic material forming the hot plate is not particularly limited, and examples thereof include nitride ceramics, carbide ceramics, oxide ceramics and the like.

【0027】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。また、上
記炭化物セラミックとしては、金属炭化物セラミック、
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。
Examples of the nitride ceramics include metal nitride ceramics such as aluminum nitride, silicon nitride, boron nitride and titanium nitride. Further, as the above-mentioned carbide ceramics, metal carbide ceramics,
For example, silicon carbide, zirconium carbide, titanium carbide,
Examples thereof include tantalum carbide and tungsten carbide.

【0028】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
ェライト、ムライト等が挙げられる。これらのセラミッ
ク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 oxide ceramics include metal oxide ceramics such as alumina, zirconia, cordierite and mullite. These ceramics may be used alone or in combination of two or more.

【0029】これらのセラミックの中では、窒化物セラ
ミック、炭化物セラミックの方が酸化物セラミックに比
べて望ましい。熱伝導率が高いからである。また、窒化
物セラミックの中では窒化アルミニウムが最も好適であ
る。熱伝導率が180W/m・Kと最も高いからであ
る。
Among these ceramics, nitride ceramics and carbide ceramics are more preferable than oxide ceramics. This is because the thermal conductivity is high. Aluminum nitride is most preferable among the nitride ceramics. This is because the highest thermal conductivity is 180 W / m · K.

【0030】通常、窒化物セラミック中には、金属酸化
物が含まれていることが好ましい。これらは、焼結助剤
として働き、焼結が進行しやすくなり、内部の気孔が小
さくなるため、セラミック基板の耐電圧、機械的特性等
が改善されるからである。
Generally, it is preferable that the nitride ceramic contains a metal oxide. This is because these act as a sintering aid, facilitate the progress of sintering, and reduce the internal pores, thereby improving the withstand voltage, mechanical properties, and the like of the ceramic substrate.

【0031】上記金属酸化物としては、例えば、イット
リヤ(Y23 )、アルミナ(Al23 )、酸化ルビ
ジウム(Rb2 O)、酸化リチウム(Li2 O)、炭酸
カルシウム(CaCO3 )等が挙げられる。これらの金
属酸化物の添加量は、窒化物セラミック100重量部に
対して、1〜10重量部が好ましい。
Examples of the metal oxides include yttria (Y 2 O 3 ), alumina (Al 2 O 3 ), rubidium oxide (Rb 2 O), lithium oxide (Li 2 O), calcium carbonate (CaCO 3 ). Etc. The addition amount of these metal oxides is preferably 1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the nitride ceramic.

【0032】本発明のホットプレートを構成するセラミ
ック基板は、赤外線の透過率が0または10%以下であ
り、望ましくは、JIS Z 8721に基づく明度が
N4以下である。
The ceramic substrate forming the hot plate of the present invention has an infrared transmittance of 0 or 10% or less, and preferably has a brightness of N4 or less according to JIS Z 8721.

【0033】このような特性を有するセラミック基板
は、セラミック基板中にカーボンを100〜5000p
pm含有させることにより得られる。カーボンには、非
晶質のものと結晶質のものとがあり、非晶質のカーボン
は、セラミック基板の高温における体積抵抗率の低下を
抑制することでき、また、赤外領域の光を吸収しやす
く、透過させないため有利である。
The ceramic substrate having such characteristics has 100 to 5000 p of carbon in the ceramic substrate.
It is obtained by containing pm. There are two types of carbon, amorphous and crystalline.Amorphous carbon can suppress a decrease in volume resistivity of a ceramic substrate at high temperatures, and can absorb light in the infrared region. It is advantageous because it is easy to do and does not allow it to pass through.

【0034】非晶質のカーボンは、例えば、C、H、O
だけからなる炭化水素、好ましくは、糖類を、空気中で
焼成することにより得ることができる。なお、結晶質の
カーボンとしては、グラファイト粉末等が挙げられる。
Amorphous carbon is, for example, C, H or O.
Hydrocarbons consisting solely of, preferably sugars, can be obtained by calcining in air. Note that examples of crystalline carbon include graphite powder and the like.

【0035】また、アクリル系樹脂を含むグリーンシー
ト積層体等を不活性雰囲気下で熱分解させた後、加熱、
加圧することによりカーボンを含有するセラミック基板
を得ることができ、また、アクリル系樹脂の酸価を変化
させることにより、結晶性(非晶性)の程度を調整する
こともできる。また、上記アクリル系樹脂は、バインダ
として添加することができる。上記アクリル系樹脂バイ
ンダとしては、例えば、三井化学社製のSA−545シ
リーズ、共栄社製のKC−600シリーズ等を用いるこ
とができる。
In addition, after the green sheet laminate containing an acrylic resin is thermally decomposed in an inert atmosphere, it is heated,
A ceramic substrate containing carbon can be obtained by applying pressure, and the degree of crystallinity (amorphousness) can be adjusted by changing the acid value of the acrylic resin. The acrylic resin can be added as a binder. As the acrylic resin binder, for example, SA-545 series manufactured by Mitsui Chemicals, or KC-600 series manufactured by Kyoeisha can be used.

【0036】また、上記セラミック基板の気孔率は、5
%以下で、最大気孔の気孔径が50μm以下であること
が望ましい。上記気孔率が5%を超えると、セラミック
誘電体膜中の気孔数が増加し、また、気孔径が大きくな
り、このような構造のセラミック基板は、耐電圧や機械
的特性等が低下してしまうからである。
The porosity of the ceramic substrate is 5
% Or less, it is desirable that the maximum pore diameter is 50 μm or less. When the porosity exceeds 5%, the number of pores in the ceramic dielectric film increases and the pore diameter also increases, and the ceramic substrate having such a structure has a reduced withstand voltage and mechanical characteristics. Because it will be.

【0037】また、最大気孔の気孔径が50μmを超え
ると、やはり耐電圧や機械的特性等が低下してしまう。
気孔率は、0または3%以下がより好ましく、最大気孔
の気孔径は、0または10μm以下がより好ましい。最
大気孔の気孔径の測定は、試料を5個用意し、その表面
を鏡面研磨し、2000から5000倍の倍率で表面を
電子顕微鏡で10箇所撮影することにより行う。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。
When the pore diameter of the maximum pore exceeds 50 μm, the withstand voltage, mechanical characteristics, etc. also deteriorate.
The porosity is more preferably 0 or 3% or less, and the pore size of the maximum pores is more preferably 0 or 10 μm or less. The measurement of the pore diameter of the maximum pores is performed by preparing five samples, mirror-polishing the surfaces thereof, and photographing the surfaces at 10 sites with an electron microscope at a magnification of 2000 to 5000 times. Then, the maximum pore diameter is selected from the photographed pictures, and the average of 50 shots is taken as the maximum pore diameter.

【0038】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または水銀中に粉砕物
を入れて体積を測定し、粉砕物の重量と体積とから真比
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。
The porosity is measured by the Archimedes method. Pulverize the sintered body and put the pulverized product in an organic solvent or mercury to measure the volume, calculate the true specific gravity from the weight and volume of the pulverized product, and calculate the porosity from the true specific gravity and the apparent specific gravity. Of.

【0039】本発明のホットプレートでは、通常、図1
に示したように、抵抗発熱体が設けられているが、上記
温度制御手段としては、抵抗発熱体のほかに、ペルチェ
素子が挙げられる。
In the hot plate according to the present invention, normally, as shown in FIG.
As described above, a resistance heating element is provided, but the temperature control means may be a Peltier element in addition to the resistance heating element.

【0040】抵抗発熱体をセラミック基板の内部に設け
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。
When the resistance heating element is provided inside the ceramic substrate, a plurality of layers may be provided. In this case, it is desirable that the patterns of the respective layers are formed so as to complement each other, and the pattern is formed in any of the layers as viewed from the heating surface. For example, a structure in which staggered arrangement is provided.

【0041】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。
Examples of the resistance heating element include a sintered body of metal or conductive ceramic, a metal foil, a metal wire and the like. The metal sintered body is preferably at least one selected from tungsten and molybdenum. This is because these metals are relatively difficult to oxidize and have a resistance value sufficient to generate heat.

【0042】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
ウム等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、リン片状または球状とリン片
状との混合物を使用することができる。
As the conductive ceramic, at least one selected from carbides of tungsten and molybdenum is used.
Seeds can be used. Further, when the resistance heating element is formed on the bottom surface of the ceramic substrate, it is desirable to use a noble metal (gold, silver, palladium, platinum) or nickel as the metal sintered body. Specifically, silver, silver-palladium, or the like can be used. The metal particles used in the metal sintered body may be spherical, flaky, or a mixture of spherical and flaky.

【0043】金属焼結体中には、金属酸化物を添加して
もよい。上記金属酸化物を使用するのは、セラミック基
板と金属粒子と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。
A metal oxide may be added to the metal sintered body. The reason for using the above metal oxide is to bring the ceramic substrate and the metal particles into close contact with each other. The reason why the metal oxide improves the adhesion between the ceramic substrate and the metal particles is not clear, but a slight oxide film is formed on the surface of the metal particles. Of course, even in the case of a non-oxide ceramic, an oxide film is formed on the surface thereof. Therefore, it is considered that this oxide film may be sintered and integrated on the surface of the ceramic substrate via the metal oxide, and the metal particles and the ceramic substrate may adhere to each other.

【0044】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。
Examples of the above metal oxide include, for example, oxidation.
Lead, zinc oxide, silica, boron oxide (B 2 O3 ), Al
At least one selected from Mina, Yttria, and Titania
Seeds are preferred. These oxides are the resistance value of the resistance heating element.
Between the metal particles and the ceramic substrate without increasing the
This is because the adhesion can be improved.

【0045】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。
The amount of the above metal oxide is preferably 0.1 part by weight or more and less than 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the metal particles. By using a metal oxide in this range,
This is because the resistance value does not become too large and the adhesion between the metal particles and the ceramic substrate can be improved.

【0046】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。
Further, the proportion of lead oxide, zinc oxide, silica, boron oxide (B 2 O 3 ), alumina, yttria, and titania is such that when the total amount of metal oxides is 100 parts by weight, lead oxide is 1 to 1. 10 parts by weight, 1 to 30 parts by weight of silica, 5 to 50 parts by weight of boron oxide, 20 to 7 of zinc oxide.
0 parts by weight, alumina 1 to 10 parts by weight, yttria 1
-50 parts by weight and titania 1-50 parts by weight are preferred.
However, it is desirable that the total amount of these components be adjusted within a range not exceeding 100 parts by weight. This is because these ranges can improve the adhesion to the ceramic substrate.

【0047】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、金属被覆層120
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、表面を金属被覆層120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。
When the resistance heating element is provided on the bottom surface of the ceramic substrate, the surface of the resistance heating element 12 has a metal coating layer 120.
It is desirable to be coated with (see FIG. 2). The resistance heating element 12 is a sintered body of metal particles, and if exposed, it is easily oxidized, and the resistance value changes due to this oxidation. Therefore, by coating the surface with the metal coating layer 120, oxidation can be prevented.

【0048】金属被覆層120の厚さは、0.1〜10
μm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、コバール製の端子ピンを使用することができる。
The metal coating layer 120 has a thickness of 0.1 to 10
μm is desirable. This is because the resistance heating element can be prevented from being oxidized without changing the resistance value of the resistance heating element. The metal used for coating may be a non-oxidizing metal. Specifically, at least one selected from gold, silver, palladium, platinum and nickel is preferable. Of these, nickel is more preferable. This is because the resistance heating element needs a terminal for connecting to a power supply, and this terminal is attached to the resistance heating element via solder, but nickel prevents heat diffusion of the solder. A terminal pin made by Kovar can be used as the connection terminal.

【0049】なお、抵抗発熱体をヒータ板内部に形成す
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。
When the resistance heating element is formed inside the heater plate, the surface of the resistance heating element is not oxidized, so that coating is unnecessary. When the resistance heating element is formed inside the heater plate, a part of the surface of the resistance heating element may be exposed.

【0050】抵抗発熱体として使用する金属箔として
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。
As the metal foil used as the resistance heating element, a nickel foil or a stainless foil is preferably patterned to form the resistance heating element by etching or the like. The patterned metal foil may be laminated with a resin film or the like. Examples of the metal wire include a tungsten wire and a molybdenum wire.

【0051】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。
When a Peltier element is used as the temperature control means, heat is generated by changing the direction of current flow.
This is advantageous because both cooling can be performed. The Peltier element is formed by connecting p-type and n-type thermoelectric elements in series and joining them to a ceramic plate or the like. Examples of the Peltier element include silicon / germanium-based materials, bismuth / antimony-based materials, lead / tellurium-based materials, and the like.

【0052】本発明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22を設けた場合には、これら
と外部端子とを接続するための接続部(スルーホール)
28が必要となる。スルーホール28は、タングステン
ペースト、モリブデンペーストなどの高融点金属、タン
グステンカーバイド、モリブデンカーバイドなどの導電
性セラミックを充填することにより形成される。
In the hot plate of the present invention, when the resistance heating element 22 is provided inside the ceramic substrate, a connecting portion (through hole) for connecting these to the external terminal.
28 is required. The through hole 28 is formed by filling a refractory metal such as tungsten paste or molybdenum paste, or a conductive ceramic such as tungsten carbide or molybdenum carbide.

【0053】また、接続部(スルーホール)28の直径
は、0.1〜10mmが望ましい。断線を防止しつつ、
クラックや歪みを防止できるからである。このスルーホ
ールを接続パッドとして外部端子ピン23を接続する
(図3参照)。
The diameter of the connecting portion (through hole) 28 is preferably 0.1 to 10 mm. While preventing disconnection
This is because cracks and distortion can be prevented. The external terminal pins 23 are connected using the through holes as connection pads (see FIG. 3).

【0054】接続は、半田、ろう材により行う。ろう材
としては銀ろう、パラジウムろう、アルミニウムろう、
金ろうを使用する。金ろうとしては、Au−Ni合金が
望ましい。Au−Ni合金は、タングステンとの密着性
に優れるからである。
Connection is made with solder or brazing material. As a brazing material, silver brazing, palladium brazing, aluminum brazing,
Use gold wax. Au-Ni alloy is preferable for gold brazing. This is because the Au-Ni alloy has excellent adhesion to tungsten.

【0055】Au/Niの比率は、〔81.5〜82.
5(重量%)〕/〔18.5〜17.5(重量%)〕が
望ましい。Au−Ni層の厚さは、0.1〜50μmが
望ましい。接続を確保するに充分な範囲だからである。
また、10-6〜10-5Paの高真空で500〜1000
℃の高温で使用するとAu−Cu合金では劣化するが、
Au−Ni合金ではこのような劣化がなく有利である。
また、Au−Ni合金中の不純物元素量は全量を100
重量部とした場合に1重量部未満であることが望まし
い。
The Au / Ni ratio is [81.5 to 82.
5 (wt%)] / [18.5 to 17.5 (wt%)] is desirable. The thickness of the Au—Ni layer is preferably 0.1 to 50 μm. This is because the range is sufficient to secure the connection.
Moreover, it is 500 to 1000 at a high vacuum of 10 −6 to 10 −5 Pa.
When used at a high temperature of ℃, the Au-Cu alloy deteriorates,
The Au-Ni alloy is advantageous because it does not cause such deterioration.
The total amount of impurity elements in the Au-Ni alloy is 100
When the amount is parts by weight, it is preferably less than 1 part by weight.

【0056】本発明では、必要に応じて、セラミック基
板1の有底孔12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。
In the present invention, a thermocouple can be embedded in the bottomed hole 12 of the ceramic substrate 1 if necessary. This is because the temperature of the resistance heating element can be measured with a thermocouple and the temperature can be controlled by changing the amount of voltage and current based on the data. The size of the joining portion of the metal wire of the thermocouple is equal to or larger than the wire diameter of each metal wire, and is preferably 0.5 mm or less. With such a configuration, the heat capacity of the joint portion is reduced, and the temperature is converted into a current value accurately and quickly. Therefore, the temperature controllability is improved and the temperature distribution on the heating surface of the wafer is reduced. As the thermocouple, for example,
As described in JIS-C-1602 (1980), K-type, R-type, B-type, S-type, E-type, J-type and T-type thermocouples can be mentioned.

【0057】図4は、以上のような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30a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。
FIG. 4 is a sectional view schematically showing a support container 30 for disposing the hot plate (ceramic substrate) having the above structure. The ceramic substrate 11 is fitted into the support container 30 via a heat insulating material 35, and is fixed by using a bolt 38 and a pressing metal fitting 37. Further, a guide tube 32 communicating with the through hole is provided in the portion of the ceramic substrate 11 where the through hole 15 is formed. Further, a refrigerant outlet 30a is formed in the support container 31, the refrigerant is blown from the refrigerant injection pipe 39, and is discharged to the outside through the refrigerant outlet 30a. By the action, the ceramic substrate 11 can be cooled.

【0058】上述したホットプレートは、セラミック基
板の表面に抵抗発熱体のみが設けられた装置であり、こ
れにより、シリコンウエハ等の被加熱物を所定の温度に
加熱することができる。本発明のホットプレートは、主
に、半導体の製造や半導体の検査を行うために用いられ
る装置で、セラミック基板に抵抗発熱体のみを設けたも
のであるが、セラミック基板の内部に静電電極を設けた
場合には、静電チャックとして機能し、セラミック基板
の表面に導体層を設け、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た場合には、ウエハプローバ
として機能する。
The above-mentioned hot plate is a device in which only the resistance heating element is provided on the surface of the ceramic substrate, and by this, an object to be heated such as a silicon wafer can be heated to a predetermined temperature. The hot plate of the present invention is an apparatus mainly used for manufacturing semiconductors and inspecting semiconductors, in which only a resistance heating element is provided on a ceramic substrate, but an electrostatic electrode is provided inside the ceramic substrate. When it is provided, it functions as an electrostatic chuck, and when a conductor layer is provided on the surface of the ceramic substrate and when a guard electrode or a ground electrode is provided inside the ceramic substrate, it functions as a wafer prober.

【0059】次に、図5(a)〜(d)に基づき、底面
に抵抗発熱体が形成されたホットプレートの製造方法に
ついて説明する。
Next, a method of manufacturing a hot plate having a resistance heating element formed on the bottom surface will be described with reference to FIGS.

【0060】(1) セラミック基板の作製工程 上述した窒化アルミニウムなどの窒化物セラミックに必
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。セラミック基板にカーボンを含有
させるためには、通常、バインダとして、炭素が残留し
やすいアクリル樹脂等を用いる。このアクリル樹脂は熱
分解により、結晶性の低い炭素を生成させるため本発明
には有利である。
(1) Manufacturing process of ceramic substrate A slurry is prepared by adding a sintering aid such as yttria or a binder, if necessary, to the above-mentioned nitride ceramic such as aluminum nitride, and then spray drying this slurry. And the like, and the granules are put into a mold or the like to be pressed into a plate shape to prepare a green shaped body. In order to contain carbon in the ceramic substrate, an acrylic resin or the like in which carbon easily remains is usually used as a binder. This acrylic resin is advantageous in the present invention because carbon having low crystallinity is generated by thermal decomposition.

【0061】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を作
製するが、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。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。
Next, this green body is heated, fired and sintered to produce a ceramic plate-like body. After that, the ceramic substrate 11 is manufactured by processing it into a predetermined shape, but it may have a shape that can be used as it is after firing. By heating and firing while applying pressure, it becomes possible to manufacture the ceramic substrate 11 having no pores. The heating and firing may be carried out at a sintering temperature or higher, but in the case of a nitride ceramic, it is 1000 to 2500 ° C.

【0062】次に、このセラミック基板に、必要に応じ
て、シリコンウエハを運搬するためのリフターピン16
を挿通する貫通孔15、熱電対などの測温素子を埋め込
むための有底孔14、シリコンウエハを支持するための
支持ピンを埋設するための凹部等を形成する(図5
(a))。
Next, lifter pins 16 for carrying a silicon wafer are transferred to the ceramic substrate, if necessary.
A through hole 15 for inserting a through hole, a bottomed hole 14 for embedding a temperature measuring element such as a thermocouple, a recess for embedding a support pin for supporting a silicon wafer, etc. are formed (FIG. 5).
(A)).

【0063】(2) セラミック基板に導体ペーストを印刷
する工程 導体ペーストを用い、スクリーン印刷などの方法により
発熱体パターンに印刷し、導体ペースト層を形成する。
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、図1に示すような同心円状と屈曲
線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。
(2) Step of printing the conductor paste on the ceramic substrate Using the conductor paste, the conductor pattern is printed on the heating element pattern by a method such as screen printing.
Since it is necessary for the resistance heating element to have a uniform temperature over the entire ceramic substrate, it is preferable to print the resistance heating element in a pattern in which concentric circles and curved lines are combined as shown in FIG. The conductor paste layer is preferably formed such that the resistance heating element 12 after firing has a rectangular cross section.

【0064】(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、貴金属
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。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、貴金属
粒子、金属酸化物およびセラミック基板が焼結して一体
化するため、抵抗発熱体とセラミック基板との密着性が
向上する。
(3) Firing of Conductor Paste The conductor paste layer printed on the bottom surface of the ceramic substrate 11 is heated and fired to remove the resin and the solvent, the precious metal particles are sintered, and the bottom surface of the ceramic substrate 11 is baked. The resistance heating element 12 is formed (FIG. 5B). The heating and firing temperature is preferably 500 to 1000 ° C. When the above-mentioned metal oxide is added to the conductor paste, the noble metal particles, the metal oxide and the ceramic substrate are sintered and integrated, so that the adhesion between the resistance heating element and the ceramic substrate is improved.

【0065】(4) 金属被覆層の形成 次に、抵抗発熱体12表面には、金属被覆層120を設
ける(図5(c))。金属被覆層120は、電解めっ
き、無電解めっき、スパッタリング等により形成するこ
とができるが、量産性を考慮すると、無電解めっきが最
適である。
(4) Formation of Metal Cover Layer Next, a metal cover layer 120 is provided on the surface of the resistance heating element 12 (FIG. 5 (c)). The metal coating layer 120 can be formed by electrolytic plating, electroless plating, sputtering, etc. However, in consideration of mass productivity, electroless plating is most suitable.

【0066】(5) 端子等の取り付け 抵抗発熱体12のパターンの端部に電源との接続のため
の外部端子13を半田等を用いて取り付ける。また、有
底孔14に測温素子(熱電対)18を挿入し、ポリイミ
ド等の耐熱樹脂、セラミックで封止し、ホットプレート
10とする(図5(d))。
(5) Attachment of terminals and the like The external terminals 13 for connection to the power source are attached to the ends of the pattern of the resistance heating element 12 by using solder or the like. Further, a temperature measuring element (thermocouple) 18 is inserted into the bottomed hole 14 and sealed with a heat resistant resin such as polyimide or ceramics to form the hot plate 10 (FIG. 5D).

【0067】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。
When manufacturing the above hot plate, an electrostatic chuck can be manufactured by providing an electrostatic electrode inside the ceramic substrate, and a chuck top conductor layer is provided on the heating surface so that the inside of the ceramic substrate is A wafer prober can be manufactured by providing a guard electrode and a ground electrode on the substrate.

【0068】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。
When the electrodes are provided inside the ceramic substrate, a metal foil or the like may be embedded inside the ceramic substrate. When forming a conductor layer on the surface of a ceramic substrate, a sputtering method or a plating method can be used, and these may be used together.

【0069】次に、図6(a)〜(d)に基づき、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。
Next, a method for manufacturing a hot plate having a resistance heating element inside a ceramic substrate will be described with reference to FIGS.

【0070】(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、バインダとして、カーボンが残留
しやすいアクリル樹脂等を用いることが望ましいが、非
晶質のカーボンを添加してもよい。
(1) Green Sheet Manufacturing Step First, a powder of nitride ceramic is mixed with a binder, a solvent and the like to prepare a paste, and the paste is used to manufacture a green sheet. Aluminum nitride or the like can be used as the above-mentioned ceramic powder, and if necessary, a sintering aid such as yttria may be added. Further, it is desirable to use an acrylic resin or the like in which carbon easily remains as a binder when manufacturing the green sheet, but amorphous carbon may be added.

【0071】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。
The binder is preferably at least one selected from acrylic binders, ethyl cellulose, butyl cellosolve, and polyvinyl alcohol.
Further, the solvent is preferably at least one selected from α-terpineol and glycol.

【0072】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
ーホールとなる部分280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。
The paste obtained by mixing these is formed into a sheet by the doctor blade method to obtain a green sheet 5.
Create 0. The thickness of the green sheet 50 is 0.1
5 mm is preferable. Next, on the obtained green sheet,
If necessary, a portion to be a through hole for inserting a support pin for supporting a silicon wafer, a portion to be a through hole 25 for inserting a lifter pin for carrying a silicon wafer, and a temperature measuring element such as a thermocouple. And a portion 280 to be a through hole for connecting the resistance heating element to an external terminal is formed. The above-mentioned processing may be performed after forming a green sheet laminate described below.

【0073】(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、導体ペーストを印刷して導体
ペースト層220を形成する。また、スルーホールとな
る部分に導体ペーストを充填する。
(2) Step of printing conductor paste on the green sheet A conductor paste is printed on the green sheet 50 to form the conductor paste layer 220. In addition, a conductor paste is filled in the portion to be the through hole.

【0074】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。金属粒子の
材料としては、例えば、タングステンまたはモリブデン
等が挙げられ、導電性セラミックとしては、例えば、タ
ングステンカーバイドまたはモリブデンカーバイドが挙
げられる。
Metal particles or conductive ceramic particles are contained in these conductive pastes. Examples of the material of the metal particles include tungsten and molybdenum, and examples of the conductive ceramics include tungsten carbide and molybdenum carbide.

【0075】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。
The average particle diameter of the above-mentioned metal particles such as tungsten particles or molybdenum particles is preferably 0.1 to 5 μm. Average particle size is less than 0.1 μm or 5 μm
If it exceeds, it is difficult to print the conductor paste.

【0076】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。
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 a composition (paste) in which 1.5 to 10 parts by weight of at least one solvent selected from α-terpineol and glycol is mixed.

【0077】(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等を印刷して
いないグリーンシート50を、上記(2)の工程で作製
したペースト層220等を有するグリーンシート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。
(3) Green Sheet Laminating Step The green sheet 50 not printed with the conductor paste or the like produced in the above step (1) is replaced with the green sheet having the paste layer 220 produced in the above step (2). It is laminated on and under 50 (FIG. 6A). At this time, the number of green sheets 50 stacked on the upper side is made larger than the number of green sheets 50 stacked on the lower side, and the formation position of the resistance heating element 22 is eccentric in the direction of the bottom surface. Specifically, the number of stacked upper green sheets 50 is preferably 20 to 50, and the number of stacked lower green sheets 50 is preferably 5 to 20.

【0078】(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、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31を作製する(図6(b))。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。
(4) Firing Step of Green Sheet Laminated Body The green sheet laminated body is heated and pressed to sinter the green sheet 50 and the conductor paste inside to produce the ceramic substrate 31 (FIG. 6B). ). The heating temperature is
1000-2000 degreeC is preferable and the pressure of pressurization is 10
-20 MPa is preferable. The heating is performed in an inert gas atmosphere. As the inert gas, for example, argon, nitrogen or the like can be used.

【0079】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、測温素子を挿入する
ための有底孔(図示せず)や、外部端子23を挿入する
ための袋孔27等を設ける(図6(c))。貫通孔2
5、有底孔および袋孔27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。
A through hole 25 for inserting the lifter pin, a bottomed hole (not shown) for inserting the temperature measuring element, and a blind hole for inserting the external terminal 23 are formed in the obtained ceramic substrate 21. 27 and the like are provided (FIG. 6C). Through hole 2
5, the bottomed hole and the blind hole 27 can be formed by performing blasting processing such as drilling or sandblasting after the surface is polished.

【0080】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、セラミックヒータと
する。
Next, the external terminal 23 is connected to the through hole 28 exposed from the bag hole 27 by using a gold solder or the like (FIG. 6).
(D)). Further, although not shown, the external terminal 23
For example, a socket having a conductive wire is detachably attached. The heating temperature is 90 to 45 in the case of soldering.
0 ° C. is preferred and 900 ° C. for brazing
~ 1100 ° C is preferred. Further, a thermocouple as a temperature measuring element is sealed with a heat resistant resin to form a ceramic heater.

【0081】(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、セラミックヒータの製造を終了す
る。
(5) After that, the ceramic substrate 21 having the resistance heating element 12 therein is attached to a cylindrical supporting container, and the lead wire extending from the socket is connected to the power source, whereby the ceramic heater Production is terminated.

【0082】上記ホットプレートを製造する際にも、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。
Also when manufacturing the above hot plate, an electrostatic chuck can be manufactured by providing an electrostatic electrode inside the ceramic substrate, and a chuck top conductor layer is provided on the heating surface to make the ceramic substrate A wafer prober can be manufactured by providing a guard electrode and a ground electrode inside.

【0083】セラミック基板の内部に電極を設ける場合
には、グリーンシート上に静電電極やガード電極等のパ
ターンに導体ペースト層を形成し、積層、焼成すればよ
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、セラミック基板を製造した後、スパッタリング
法やめっき法を用いることにより導体層を形成すればよ
い。この際、スパッタリング法とめっき法とを併用して
もよい。
When an electrode is provided inside the ceramic substrate, a conductor paste layer may be formed on the green sheet in a pattern such as an electrostatic electrode or a guard electrode, laminated, and fired. When forming a conductor layer on the surface of the ceramic substrate, the conductor layer may be formed by using a sputtering method or a plating method after manufacturing the ceramic substrate. At this time, the sputtering method and the plating method may be used together.

【0084】[0084]

【実施例】以下、本発明をさらに詳細に説明する。 (実施例1)ホットプレート(図6参照)の製造 (1)窒化アルミニウム粉末(トクヤマ社製、平均粒径
1.1μm)100重量部、イットリア(平均粒径:
0.4μm)4重量部、アクリル系樹脂バインダ(三井
化学製SA−545シリーズ 酸価0.5)10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0.47mmのグリーンシートを得た。
The present invention will be described in more detail below. (Example 1) Production of hot plate (see FIG. 6) (1) 100 parts by weight of aluminum nitride powder (manufactured by Tokuyama Corporation, average particle size 1.1 μm), yttria (average particle size:
0.4 μm) 4 parts by weight, acrylic resin binder (SA-545 series manufactured by Mitsui Chemicals, Inc., acid value 0.5) 10 parts by weight, dispersant 0.5 parts by weight, and alcohol 53 parts by weight consisting of 1-butanol and ethanol. By using the mixed paste of (1) and (2), a doctor blade method was performed to obtain a green sheet having a thickness of 0.47 mm.

【0085】(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の貫通孔を形成し、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。
(2) Next, this green sheet is heated to 80 ° C.
1.8m in diameter after punching after drying for 5 hours.
m, 3.0 mm, and 5.0 mm through holes were formed, and a portion to be a through hole for connecting to an external terminal was provided.

【0086】(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。この導体ペーストAを
グリーンシートにスクリーン印刷で印刷し、抵抗発熱体
用の導体ペースト層を形成した。印刷パターンは、同心
円形状パターンとした。
(3) 100 parts by weight of tungsten carbide particles having an average particle diameter of 1 μm and an acrylic binder of 3.0
By weight, 3.5 parts by weight of the α-terpineol solvent and 0.3 parts by weight of the dispersant were mixed to prepare a conductor paste A. 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. This conductor paste A was printed on a green sheet by screen printing to form a conductor paste layer for a resistance heating element. The printing pattern was a concentric circular pattern.

【0087】さらに、外部端子を接続するためのスルー
ホール用の貫通孔に導体ペーストBを充填した。上記処
理の終わったグリーンシート50に、さらに、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34枚、下側に13枚積層し、これらを1
30℃、80kg/cm2 の圧力で圧着して積層体を形
成した(図6(a))。
Further, the conductor paste B was filled into the through holes for through holes for connecting the external terminals. 34 green sheets 50 on which the tungsten paste is not printed are further laminated on the upper side (heating surface) and 13 sheets are laminated on the lower side of the green sheet 50 after the above-mentioned treatment.
A laminated body was formed by pressure bonding at 30 ° C. and a pressure of 80 kg / cm 2 (FIG. 6A).

【0088】(4)次に、得られた積層体を窒素ガス
中、600℃で10時間脱脂し、1890℃、圧力15
0kg/cm2 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6μm、幅10mmの抵抗
発熱体22を有する窒化アルミニウム製の板状体(セラ
ミック基板21)とした(図6(b))。このセラミッ
ク基板21に含まれるカーボンの結晶性を、レーザラマ
ンスペクトルで調べたところ、1580cm-1および1
355cm-1にピークが観察された。1355cm-1
ピークは非晶質性を示すピークであり、結晶性が低いこ
とが分かる。
(4) Next, the obtained laminated body was degreased in nitrogen gas at 600 ° C. for 10 hours, at 1890 ° C. and a pressure of 15 °.
Hot pressing was performed at 0 kg / cm 2 for 3 hours to obtain an aluminum nitride plate-shaped body having a thickness of 3 mm. This was cut into a disk shape of 230 mm to obtain a plate-shaped body (ceramic substrate 21) made of aluminum nitride having a resistance heating element 22 having a thickness of 6 μm and a width of 10 mm therein (FIG. 6B). When the crystallinity of carbon contained in the ceramic substrate 21 was examined by laser Raman spectrum, it was 1580 cm −1 and 1
A peak was observed at 355 cm -1 . It can be seen that the peak at 1355 cm −1 is a peak showing amorphousness and the crystallinity is low.

【0089】(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)やリフターピ
ンを挿通するための貫通孔を設けた(図6(c))。
(5) Next, the plate-like body obtained in (4) is
After polishing with a diamond grindstone, place a mask and
A bottomed hole (diameter: 1.2 mm, depth: 2.0 mm) for a thermocouple and a through hole for inserting a lifter pin were provided on the surface by blasting with C or the like (Fig. 6 (c)). .

【0090】(6)さらに、スルーホールが形成されて
いる部分をえぐり取って袋孔27とし(図7(c))、
この袋孔27にNi−Auからなる金ろうを用い、70
0℃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7(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。
(6) Further, the portion where the through hole is formed is cut out to form a bag hole 27 (FIG. 7 (c)),
A gold solder made of Ni-Au is used for the bag hole 27,
An external terminal 23 made of Kovar was connected by heating and reflowing at 0 ° C. (FIG. 7 (d)). The connection of the external terminals is preferably a structure in which the tungsten support supports at three points.
This is because connection reliability can be secured.

【0091】(7)次に、温度制御のための複数の熱電
対をポリイミド等の樹脂を用いて有底孔に埋め込み、ホ
ットプレートの製造を完了した。
(7) Next, a plurality of thermocouples for temperature control were embedded in a bottomed hole using a resin such as polyimide to complete the manufacture of the hot plate.

【0092】(実施例2) ホットプレートの製造(図
5参照) (1)窒化アルミニウム粉末(トクヤマ社製、平均粒径
1.1μm)100重量部、酸化イットリウム(Y2
3 :イットリア、平均粒径0.4μm)4重量部、アク
リル系樹脂バインダ(共栄社製 商品名KC−600シ
リーズ 酸価17)8重量部およびアルコールからなる
組成物のスプレードライを行い、顆粒状の粉末を作製し
た。
Example 2 Production of Hot Plate (See FIG. 5) (1) 100 parts by weight of aluminum nitride powder (produced by Tokuyama Corporation, average particle size 1.1 μm), yttrium oxide (Y 2 O)
3 : 4 parts by weight of yttria, average particle size of 0.4 μm, 8 parts by weight of acrylic resin binder (KC-600 series, Kyoeisha Co., Ltd., acid number 17) and alcohol were spray-dried to give a granular form. A powder was made.

【0093】(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, the granular powder was put into a mold and molded into a flat plate to obtain a green molded body (green).

【0094】(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、
この板状体から直径310mm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11)とした(図
5(a))。次に、この板状体にドリル加工を施し、半
導体ウエハを運搬するためのリフターピン16を挿入す
る貫通孔15、熱電対を埋め込むための有底孔(直径:
1.1mm、深さ:2mm)14を形成した。
(3) The green body after the processing is hot pressed at a temperature of 1800 ° C. and a pressure of 20 MPa,
An aluminum nitride sintered body having a thickness of 3 mm was obtained. next,
A disk body having a diameter of 310 mm was cut out from this plate body to obtain a ceramic plate body (ceramic substrate 11) (FIG. 5A). Next, this plate-like body is subjected to drilling, a through hole 15 into which a lifter pin 16 for carrying a semiconductor wafer is inserted, and a bottomed hole (diameter: to be filled with a thermocouple).
1.1 mm, depth: 2 mm) 14 was formed.

【0095】(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と屈曲線形状と
を組み合わせたパターンとした。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。
(4) On the bottom surface of the sintered body obtained in (3) above,
The conductor paste was printed by screen printing. The print pattern was a combination of the concentric circle shape and the bent line shape as shown in FIG. As the conductor paste, Solbest PS603D manufactured by Tokuriki Kagaku Kenkyusho, which is used for forming through holes of printed wiring boards, was used.

【0096】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。
This conductor paste is a silver-lead paste, and based on 100 parts by weight of silver, lead oxide (5% by weight), zinc oxide (55% by weight), silica (10% by weight), and boron oxide (25% by weight). % By weight) and 7.5% by weight of a metal oxide composed of alumina (5% by weight). Also,
The silver particles had an average particle size of 4.5 μm and were flaky.

【0097】(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))。銀の抵抗発熱体12
は、その端部近傍で、厚さが5μm、幅が2.4mm、
面積抵抗率が7.7mΩ/□であった。
(5) Next, the sintered body on which the conductor paste is printed is heated and fired at 780 ° C. to obtain silver in the conductor paste.
Lead was sintered and baked on the sintered body to form a resistance heating element 12 (FIG. 5B). Silver resistance heating element 12
Has a thickness of 5 μm and a width of 2.4 mm near its end,
The sheet resistivity was 7.7 mΩ / □.

【0098】(6)次に、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を含
む水溶液からなる無電解ニッケルめっき浴に上記(4)
で作製した焼結体を浸漬し、銀の抵抗発熱体12の表面
に厚さ1μmの金属被覆層120(ニッケル層)を析出
させた(図5(c))。
(6) Next, 80 g / l of nickel sulfate, 24 g / l of sodium hypophosphite, and 12 g of sodium acetate.
(4) in an electroless nickel plating bath consisting of an aqueous solution containing 1 g / l, boric acid 8 g / l, and ammonium chloride 6 g / l.
The sintered body prepared in 1. was dipped to deposit a metal coating layer 120 (nickel layer) having a thickness of 1 μm on the surface of the silver resistance heating element 12 (FIG. 5C).

【0099】(7)電源との接続を確保するための端部
に、スクリーン印刷により、銀−鉛半田ペースト(田中
貴金属社製)を印刷して半田層を形成した。ついで、半
田層の上に先端がT字形状の外部端子13を載置し、4
20℃で加熱リフローし、抵抗発熱体12の端部に半田
170を介して外部端子17を取り付けた。 (8)温度制御のための熱電対を有底孔13に挿入し、
ポリイミド樹脂を充填し、190℃で2時間硬化させ、
底面11bに抵抗発熱体12を有するホットプレート1
0を得た。
(7) A silver-lead solder paste (manufactured by Tanaka Kikinzoku Co., Ltd.) was printed by screen printing on the end portion for ensuring connection with the power supply to form a solder layer. Then, the external terminal 13 having a T-shaped tip is placed on the solder layer.
Reflowing was performed by heating at 20 ° C., and the external terminal 17 was attached to the end of the resistance heating element 12 via the solder 170. (8) Insert a thermocouple for temperature control into the bottomed hole 13,
Filled with polyimide resin, cured at 190 ℃ for 2 hours,
Hot plate 1 having resistance heating element 12 on bottom surface 11b
I got 0.

【0100】(実施例3〜4) ホットプレートの製造 アクリル系樹脂バインダ(共栄社製 商品名KC−60
0シリーズ 酸価17)の量を4重量部(実施例3)、
20重量部(実施例4)としたほかは、実施例2と同様
にしてホットプレートを製造した。
(Examples 3 to 4) Production of hot plate Acrylic resin binder (KC-60 manufactured by Kyoeisha Co., Ltd.)
0 series, acid value 17) in an amount of 4 parts by weight (Example 3),
A hot plate was produced in the same manner as in Example 2 except that the amount was 20 parts by weight (Example 4).

【0101】(比較例1)実施例1と同様であるが、脱
脂を600℃で24時間行い、炭素量を100ppm程
度まで減らした。 (比較例2)実施例1と同様であるが、結晶性グラファ
イトを添加した。焼結体中の添加量は800ppmであ
った。レーザラマンスペクトルでカーボンの結晶性を調
べたところ、1580cm-1にピークが観察された。従
って、このカーボンは、結晶性が高いことが分かる。
(Comparative Example 1) Similar to Example 1, but degreasing was performed at 600 ° C. for 24 hours to reduce the carbon content to about 100 ppm. (Comparative Example 2) Similar to Example 1, but crystalline graphite was added. The amount added in the sintered body was 800 ppm. When the crystallinity of carbon was examined by laser Raman spectrum, a peak was observed at 1580 cm -1 . Therefore, it can be seen that this carbon has high crystallinity.

【0102】このようにして製造した実施例1〜4およ
び比較例1、2に係るホットプレートの炭素量、明度、
透過率および体積抵抗率を以下の方法により調べた。ま
た、300℃に昇温した際のセラミック基板の加熱面の
温度をサーモビュア(日本電子製 JTC−6100)
で測定し、その後、熱電対が接着された測温用シリコン
ウエハを加熱面に載置し、シリコンウエハの温度を測定
した。炭素量、明度等の測定結果を下記の表1に示す。
また、サーモビュアや熱電対で測定した結果について
は、最高温度と最低温度との温度差を比較した結果を下
記の表1に示す。さらに、実施例1で得られた焼結体
(厚さ0.5mm)の各波長の透過率を図7に示し、比
較例1で得られた焼結体(厚さ0.5mm)の各波長の
透過率を図8に示す。
The carbon amount, brightness, and the hot plate according to Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 thus manufactured were
The transmittance and volume resistivity were examined by the following methods. In addition, the temperature of the heating surface of the ceramic substrate when the temperature was raised to 300 ° C was measured by a thermoviewer (JTC-6100 manufactured by JEOL Ltd.).
Then, the temperature-measuring silicon wafer to which the thermocouple was adhered was placed on the heating surface, and the temperature of the silicon wafer was measured. The measurement results of carbon content, brightness, etc. are shown in Table 1 below.
In addition, regarding the results measured with a thermoviewer or thermocouple, the results of comparing the temperature difference between the highest temperature and the lowest temperature are shown in Table 1 below. Furthermore, the transmittance of each wavelength of the sintered body (thickness 0.5 mm) obtained in Example 1 is shown in FIG. 7, and each of the sintered bodies (thickness 0.5 mm) obtained in Comparative Example 1 is shown. The wavelength transmittance is shown in FIG.

【0103】評価方法 (1)炭素量の測定 上記実施例および比較例で製造した窒化アルミニウム板
状体を粉砕し、これを500〜800℃で加熱して発生
するCOX ガスを捕集することにより測定した。
[0103]Evaluation methods (1) Measurement of carbon content Aluminum nitride plates manufactured in the above-mentioned examples and comparative examples
Generated by crushing the powder and heating it at 500-800 ℃
COX It was measured by collecting the gas.

【0104】(2)光透過率の測定 実施例および比較例で得られたセラミック基板から0.
5mmの厚さの焼結体を切り出し、240〜2670n
mの可視光の透過率を測定することができる自記分光光
度計(日立製作所社製 U−4000形)に設置し、光
透過率(T/Tw)を測定した。
(2) Measurement of light transmittance From the ceramic substrates obtained in Examples and Comparative Examples,
Cut out a sintered body with a thickness of 5 mm, 240-2670n
It was installed in a self-recording spectrophotometer (Model U-4000 manufactured by Hitachi, Ltd.) capable of measuring the visible light transmittance of m, and the light transmittance (T / Tw) was measured.

【0105】(3)体積抵抗率の測定 焼結体を切削加工することにより、直径10mm、厚さ
3mmの形状に切出し、三端子(主電極、対電極、ガー
ド電極)を形成し、直流電圧を加え、1分間充電した後
のデジタルエレクトロメーターに流れる電流(I)を読
んで、試料の抵抗(R)を求め、抵抗(R)と試料の寸
法から体積抵抗率(ρ)を下記の計算式(1)で計算し
た。なお、この場合の温度は、300℃である。
(3) Measurement of volume resistivity By cutting the sintered body, it is cut into a shape with a diameter of 10 mm and a thickness of 3 mm to form three terminals (main electrode, counter electrode, guard electrode), and DC voltage is applied. After reading the current (I) flowing in the digital electrometer after charging for 1 minute, the resistance (R) of the sample is obtained, and the volume resistivity (ρ) is calculated from the resistance (R) and the size of the sample as follows. It was calculated by the formula (1). The temperature in this case is 300 ° C.

【0106】[0106]

【数1】 [Equation 1]

【0107】上記計算式(1)において、tは試料の厚
さ(mm)である。また、Sは、下記の計算式(2)お
よび(3)により与えられる。
In the above calculation formula (1), t is the thickness (mm) of the sample. Further, S is given by the following calculation formulas (2) and (3).

【0108】[0108]

【数2】 [Equation 2]

【0109】[0109]

【数3】 [Equation 3]

【0110】なお、上記計算式(2)および(3)にお
いて、r1 は主電極の半径、r2 はガード電極の内径
(半径)、r3 はガード電極の外径(半径)、D1 は主
電極の直径、D2 はガード電極の内径(直径)、D3
ガード電極の外径(直径)であり、本実施例において
は、2r1 =D1 =1.45cm、2r2 =D2 =1.
60cm、2r3 =D3 =2.00cmである。
In the above equations (2) and (3), r 1 is the radius of the main electrode, r 2 is the inner diameter (radius) of the guard electrode, r 3 is the outer diameter (radius) of the guard electrode, and D 1 Is the diameter of the main electrode, D 2 is the inner diameter (diameter) of the guard electrode, and D 3 is the outer diameter (diameter) of the guard electrode. In this embodiment, 2r 1 = D 1 = 1.45 cm, 2r 2 = D 2 = 1.
It is 60 cm and 2r 3 = D 3 = 2.00 cm.

【0111】[0111]

【表1】 [Table 1]

【0112】図7、8に示したグラフより明らかなよう
に、実施例1に係る焼結体では、赤外領域の波長の吸収
が殆どないのに対し、比較例1の焼結体では、赤外領域
の波長の吸収が20%程度とかなり高くなっている。ま
た、上記の表1から明らかなように、赤外線(2500
nm)の透過率を10%以下にすることで、加熱面の温
度をサーモビュアにより正確に測定することができる。
As is clear from the graphs shown in FIGS. 7 and 8, the sintered body of Example 1 has almost no absorption of wavelengths in the infrared region, whereas the sintered body of Comparative Example 1 has Absorption of wavelengths in the infrared region is as high as about 20%. In addition, as is clear from Table 1 above, infrared rays (2500
By setting the transmittance of (nm) to 10% or less, the temperature of the heating surface can be accurately measured by a thermoviewer.

【0113】[0113]

【発明の効果】以上説明のように、本発明のホットプレ
ートでは、セラミック基板の赤外線透過率が10%以下
と低いため、加熱面の温度をサーモビュアにより正確に
測定することができる。また、明度もN4以下と充分に
黒色化されており、高輻射熱が得られる。
As described above, in the hot plate of the present invention, since the infrared transmittance of the ceramic substrate is as low as 10% or less, the temperature of the heating surface can be accurately measured by the thermoviewer. Further, the brightness is N4 or less, which is sufficiently blackened, and high radiant heat can be obtained.

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

【図1】本発明のホットプレートの一例を模式的に示す
底面図である。
FIG. 1 is a bottom view schematically showing an example of a hot plate of the present invention.

【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。
FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing a part of the hot plate shown in FIG.

【図3】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。
FIG. 3 is a partially enlarged sectional view schematically showing another example of the hot plate of the present invention.

【図4】ホットプレートを嵌合する支持容器を模式的に
示す断面図である。
FIG. 4 is a sectional view schematically showing a support container into which a hot plate is fitted.

【図5】(a)〜(d)は、本発明のホットプレートの
製造工程の一部を模式的に示す断面図である。
5 (a) to (d) are cross-sectional views schematically showing a part of the manufacturing process of the hot plate of the present invention.

【図6】(a)〜(d)は、本発明のホットプレートの
製造工程の一部を模式的に示す断面図である。
6A to 6D are cross-sectional views schematically showing a part of the manufacturing process of the hot plate of the present invention.

【図7】実施例1で得られたセラミック基板の各波長に
対する吸収率を示したチャートである。
FIG. 7 is a chart showing the absorptance for each wavelength of the ceramic substrate obtained in Example 1.

【図8】比較例1で得られたセラミック基板の各波長に
対する吸収率を示したチャートである。
FIG. 8 is a chart showing the absorptance for each wavelength of the ceramic substrate obtained in Comparative Example 1.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 ホットプレート 11、21 セラミック基板 11a 加熱面 11b、12b 底面 12(12a〜12d)、22 抵抗発熱体 13 端部 14 有底孔 15 貫通孔 16 リフターピン 17 外部端子 18 測温素子 19 シリコンウエハ 23 外部端子 24 ろう材 27 袋孔 28 スルーホール 30 支持容器 32 ガイド管 35 断熱材 37 押さえ用金具 38 ボルト 39 冷媒導入管 10 hot plates 11, 21 Ceramic substrate 11a heating surface 11b, 12b bottom 12 (12a to 12d), 22 resistance heating element 13 edge 14 Bottomed hole 15 through holes 16 lifter pins 17 External terminal 18 Temperature measuring element 19 Silicon wafer 23 External terminal 24 brazing material 27 bag holes 28 through holes 30 Support container 32 guide tube 35 Insulation 37 Holding bracket 38 Volts 39 Refrigerant introduction pipe

フロントページの続き Fターム(参考) 3K034 AA03 AA10 AA16 AA21 AA22 AA34 BA02 BA15 BA17 BB06 BB14 BC04 BC12 BC17 BC27 CA03 CA17 CA24 DA04 EA07 FA24 JA04 JA10 3K092 PP20 QA05 QB09 QB13 QB32 QB44 QB45 QB47 QB63 QB75 QC07 QC34 QC42 QC43 QC52 QC53 RF11 RF17 RF22 UA05 VV16 VV22 4G030 AA12 AA51 BA12 Continued front page    F term (reference) 3K034 AA03 AA10 AA16 AA21 AA22                       AA34 BA02 BA15 BA17 BB06                       BB14 BC04 BC12 BC17 BC27                       CA03 CA17 CA24 DA04 EA07                       FA24 JA04 JA10                 3K092 PP20 QA05 QB09 QB13 QB32                       QB44 QB45 QB47 QB63 QB75                       QC07 QC34 QC42 QC43 QC52                       QC53 RF11 RF17 RF22 UA05                       VV16 VV22                 4G030 AA12 AA51 BA12

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 セラミック基板の表面または内部に導体
層が形成されたホットプレートであって、前記セラミッ
ク基板は、赤外線の波長の透過率が0または10%以下
であることを特徴とするホットプレート。
1. A hot plate in which a conductor layer is formed on the surface or inside of a ceramic substrate, wherein the ceramic substrate has a transmittance of an infrared wavelength of 0 or 10% or less. .
【請求項2】 前記セラミック基板のJIS Z 87
21に基づく明度は、N4以下である請求項1に記載の
ホットプレート。
2. The ceramic substrate according to JIS Z 87.
The hot plate according to claim 1, wherein the brightness based on 21 is N4 or less.
【請求項3】 前記赤外線の波長は、2500nmであ
る請求項1または2に記載のホットプレート。
3. The hot plate according to claim 1, wherein the infrared ray has a wavelength of 2500 nm.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008238273A (en) * 2007-02-28 2008-10-09 Jfe Steel Kk Full width photographing method of hot rolled metal strip using near infrared camera in hot rolling, full width photographing result recording method

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