WO2000069219A1

WO2000069219A1 - Hot plate and method of producing the same

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Publication number: WO2000069219A1
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Authority: WO
Inventors: Masakazu Furukawa; Yoshiyuki Ido
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
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Filing date: 2000-04-27
Publication date: 2000-11-16
Anticipated expiration: 2001-11-07
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Description

明細書

ホットプレートおよびその製造方法技術分野

本発明は、ホットプレートおよびその製造方法に関するものである。背景技術

半導体製造プロセスにおいて、例えば、感光性樹脂塗布工程を経たシリコンゥェハを加熱乾燥させる場合、通常、ホットプレートと呼ばれる加熱装置が用いられる。従来のこの種のホットプレートは、セラミック基板の下面側に抵抗体を備えた構造となっている。このような抵抗体は、例えば、銀ペーストを用いて形成される。具体的には、スクリーン印刷用マスクを配置した状態で、スキージを所定方向に移動させることにより、マスクの開口部を介して基板上に銀ペーストを印刷する。そして、マスクを取り外した後、ペースト印刷層を加熱することにより、所定のパターンの抵抗体が基板上に焼き付けられる（例えば、特開平 1 1— 4 0 3 3 0号公報など）。

使用時においてホットプレートの上面側には、被加熱物であるシリコンウェハが載置される。この状態で抵抗体に通電することにより、抵抗体が発熱し、シリコンウェハが全体的に加熱されるようになっている。

発明の要約

ところで、ホットプレートには、シリコンウェハ内の温度ばらつきを最小限に抑えるべく、シリコンウェハを均一に加熱する性能が要求されている。それにもかかわらず、上記従来のホットプレートは、近年必要とされるレベルの均熱性を備えていなかった。また、均熱性を悪化させている原因さえも、現状では必ずしも明らかにされていなかった。よって、今後シリコンウェハの大口径化がいっそう進んだ場合、上記ホットプレートを用いたとしても、高品質のシリコンウェハを製造することができない。

そこで、本発明者らは、均熱性悪化の原因を究明すべく鋭意研究を行い、以下のような意外な知見を得た。即ち、

銀ペース卜のスクリーン印刷工程においては、マスク配置状態でスキージを移動させて銀ペーストを刷り込んだ後、基板からマスクが剥がされる。このとき、マスク側には銀ペーストが付着しており、ペースト未乾燥の状態で版抜き動作を行うと、銀ペーストのうちの一部がマスク側に付着してしまう。このため、ぺ一スト印刷層の表面が粗くなり、抵抗体の厚さばらつきが大きくなる。その結果、抵抗体内での抵抗値のばらつき、ひいては抵抗体内での発熱量のばらつきが増大し、このことが均熱性を悪化させる主な原因となる、という事実をつきとめるに至った。

図 5 ( a ) 、（b ) のグラフには、抵抗体に厚さばらつきが生じている様子を示すべく、触針式面粗さ計を用いて抵抗体を測定したときのデータが示されている。同図によると、印刷方向（即ちスキージの移動方向）に対して垂直な部分のほうが、当該方向に対して平行な部分と比較して、厚さばらつきの発生が顕著であることがわかる。

そこで、本発明者らは、抵抗体の厚さばらつきを小さくすれば、均熱性を改善しうるものと考え、下記のような本発明を想到するに到った。即ち、本発明の目的は、被加熱物を均一に加熱することができるホットプレートおよびその製造方法を提供することにある。

上記の課題を解決するために、第一の本発明は、厚さばらつきが ± 3 z m以内、望ましくは ± 1 m以内の抵抗体が絶縁基板上に形成されてなるホットプレートをその要旨とする。

なお、本明細書では、厚さばらつきを以下のように定義する。まず、触針式面粗さ計で絶縁基板面を零点とし、抵抗体の表面の面粗さ曲線を描くと、その曲線が厚さを表すことになる。そこで、この曲線に基づき、その厚さの任意の 1 0点を選んで平均したものを平均厚さ T a v、測定点のうち最大の厚さを Tm a x、最小の厚さを Tm i nとする。そして、 Tm a x _ T a Vの絶対値と Tm i n - T a vの絶対値とで大きい方をばらつきとして定義する。なお、 Tm i n— T a vの絶対値が大きい場合には、ばらつきの値に—を表記する。なお、 Tm i n— T a Vは平均厚さ T a Vを超えることはない。第一の本発明において、上記抵抗体の厚さは 0 . 5〜5 0 0 μ πιであることが望ましく、 1〜1 0 / mであることがより望ましい。また、上記絶縁基板における抵抗体形成面の表面粗さ R aは、 2 . 0 / m以下であることが望ましく、 1 μ m以下であることがより望ましい。また、上記絶縁基板は、窒化物セラミック基板または炭化物セラミック基板であることが望ましい。

第一の本発明において、抵抗体は、鱗片状の貴金属粉末からなることが望ましく、また、多層構造をなし、上記抵抗体を構成する複数の層のうち最も基板側に位置するものは、チタンまたはクロムからなることが望ましい。

第一の本発明において、抵抗体は、チタンからなる第 1層と、上記第 1層上において同層よりも厚く形成されたモリブデンからなる第 2層と、上記第 2層上において上記第 1層および上記第 2層の中間の厚さに形成されたニッケルからなる第 3層とによって構成されることが望ましく、また、厚さ 0 . 1〜0 . 5 // mのチタン層と、上記チタン層上の厚さ 0 . 5〜7 . 0 μ πιモリブデン層と、上記モリブデン層上の厚さ 0 . 4〜2 . 5 // mのニッケル層とによって構成されることが望ましい。

第二の本発明は、厚さばらつきが ± 3 // m以内の抵抗体が絶縁基板上に形成されてなるホットプレートを製造する方法であって、上記抵抗体をドライプロセスによる成膜法によって形成することを特徴とするホットプレートの製造方法をその要旨とする。

第二の本発明においては、上記抵抗体を R Fスパッタリングによって形成することが望ましい。

第三の本発明は、厚さばらつきが ± 3 m以内の抵抗体が絶縁基板上に形成されてなるホットプレートを製造する方法であって、鱗片状の貴金属からなる抵抗体ペーストを印刷し、焼成することを特徴とするホットプレー卜の製造方法をその要旨とする。

以下、本発明の「作用」について説明する。

第一の本発明によると、絶縁基板上に形成された抵抗体の厚さばらつきが ± 3 m以内と、従来のものに比べて小さくなつている。このため、抵抗体内での抵抗値のばらつき、ひいては抵抗体内での発熱量のばらつきが小さくなる結果、被加熱物を均一に加熱することができる。なお、本発明者らは、抵抗体形成面の表面粗さ R aを 2 . 0 x m以下、望ましくは、尺&を 1 . O w m以下にすることによって、抵抗体の厚さばらつきをさらに低減することができる、という知見を試験によって得ている。

第二の本発明によると、ドライプロセスによる成膜法の場合、形成される抵抗体の厚さばらつきが小さくなる。また、めっき法等のようなウエットプロセスによる成膜法に比べて、抵抗体が緻密になる。従って、抵抗体内での抵抗値のばらつき、ひいては抵抗体内での発熱量のばらつきを小さくすることができる。つまり、本発明の製造方法を実施すれば、上記の優れた特性を有するホットプレートを容易にかつ確実に製造することができる。

この場合、物理的な成膜法の一種である R Fスパッタリングを採用すれば、よりいっそうの緻密化が図られ、抵抗体に内部欠陥が生じにくくなる。その結果、抵抗値のばらつきが極めて小さくなる。また、基板に対する抵抗体の密着性が極めて高くなり、剥離しにくい抵抗体を得ることができる。

また、第三の本発明によれば、ウエットプロセスによる成膜法であっても、鱗片状の貴金属粉末からなる抵抗体ペーストを印刷し、焼成することにより、厚さのばらつきの小さな抵抗体を得ることができる。鱗片状の貴金属粉末では、印刷時に配向するため、マスクに付着しにくく、その結果、抵抗体の厚さのばらつきが小さくなる。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の一実施形態に係るホットプレートュニットを模式的に示す概略断面図である。

図 2は、実施形態に係るホットプレー卜の概略底面図である。

図 3は、実施形態に係るホットプレートの要部拡大断面図である。

図 4の（a ) 〜（c ) は、各実施例のホットプレートにおける抵抗体の R a値の測定結果を示すグラフである。

図 5の（a ) 、（b ) は、従来のホットプレートにおける抵抗体の R a値の測定結果を示すグラフである。符号の説明

3 ホッ卜プレー卜

3 b 抵抗体形成面の下面

9 絶縁基板（窒化アルミニウム基板）

1 0 抵抗体

1 5 第 1層（チタン層）

1 6 第 2層（モリブデン層）

1 7 第 3層（ニッケル層）発明の詳細な開示

以下、本発明のホットプレートユニットの実施形態を、図 1〜4に基づき詳細に説明する。

図 1は、本発明のホットプレートュニッ卜の一実施形態を模式的に示す断面図である。

このホットプレートュニット 1は、ケ一シング 2およびホットプレート 3を主要な構成要素として備えている。

ケーシング 2は有底状の金属製部材であって、断面が円形状の開口部 4をその上部側に備えており、この開口部 4には、円環状のシールリング 1 4を介してホットプレート 3が取り付けられている。ケーシング 2の底部 2 aの外周部には電流供給用のリ一ド線 6を揷通するためのリ一ド線引出用孔 7が形成され、各リード線 6はそこからケーシング 2の外部に引き出されている。

このホットプレート 3は、感光性樹脂が塗布されたシリコンウェハ W 1を 1 5 0〜2 0 0でにて乾燥させるための低温用ホットプレートである。ホットプレート 3は、絶縁基板としての窒化物セラミック基板（具体的には窒化アルミニウム基板） 9からなる。ホットプレート用材料として窒化アルミニウムを選択したのは、窒化アルミニウムは他のセラミックに比べて熱伝導率が高く、均熱性の向上にとつて極めて有利だからである。

また、窒化物セラミックとしては、この他に窒化珪素、窒化硼素などを使用してもよく、窒化物セラミックにかえて、炭化物セラミック、例えば、炭化珪素、炭化チタン、炭化硼素などを使用することもできる。

さらに、低温用途であれば、絶縁基板はセラミックである必要はなく、樹脂板、例えば、エポキシ樹脂板、ポリイミド樹脂板などを使用してもよい。

さらに、本発明のホットプレートは、絶縁基板としてセラミックを使用するならば低温用途だけでなく、 2 0 0〜8 0 0 °Cまで使用することができる。

本実施形態に係る窒化アルミニウム製の絶縁基板 9は、厚さ約 1〜 1 0 0 mm 程度の円板状部材であって、ケ一シング 2の外形寸法より若干小径となるように設計されている。

図 2は、窒化アルミニウム製の絶縁基板 9の下面を模式的に示す底面図であり、図 3は、その一部を模式的に示す断面図である。

図 2に示されるように、窒化アルミニウム製の絶縁基板 9における抵抗体形成面（即ち下面） 3 bには、厚さのばらつきが ± 3 // m以内の抵抗体 1 0が所定パターン状に形成されている。この絶縁基板 9の場合、抵抗体 1 0が下面 3 b全体において蛇行している。抵抗体 1 0のパターン幅は均一であって、その値は 5 0 0 z mに設定されている。抵抗体 1 0の両端には、円形状をなすピン接続用パッド部 1 0 aがそれぞれ形成され、端子ピン 1 2が接続されている。

窒化アルミニウム基板 9の下面 3 bの表面粗さ R aは、 2 . 0 以下が望ましく、 1 . 0 m以下であることがより望ましく、さらには 0 . 5 m以下であることがより望ましく、特には 0 . 1 以下であることが最も望ましい。下面 3 bの表面粗さ R aを小さくすることにより、抵抗体 1 0の厚さばらつきをさらに低減することができる、という知見を試験によって得ているからである。一方、下面 3 bの表面粗さ R aが大きくなりすぎると、窒化アルミニウム製の絶縁基板 9の下面 3 b側の凹凸の影響が抵抗体 1 0側に波及し、抵抗体 1 0の上面にも凹凸が生じやすくなるものと推測される。

図 3に示されるように、本実施形態に係る抵抗体 1 0は、多層構造（具体的には 3層構造）をなしている。各層 1 5、 1 6、 1 7は、いずれも物理的成膜法の一種であるスパッタリングによって形成された金属薄層である。なお、これらの金属薄層はいずれも導電性を有する金属であることが望ましい。第 1層 1 5は、窒化アルミニウム基板 9の下面 3 bに対して密着するように形成されている。第 2層 1 6は第 1層 1 5上に形成されていて、第 3層 1 7は第 2 層 1 6上に形成されている。つまり、第 1層 1 5は最下層であり、第 3層 1 7は最上層であり、第 2層 1 6は、両層 1 5、 1 7の中間に位置する層である。

窒化アルミニウム基板 9を選択した本実施形態の場合、抵抗体 1 0を構成する 3つの層 1 5、 1 6、 1 7のうち、最も絶縁基板 9側に位置する第 1層 1 5は、チタンまたはクロムからなることが望ましい。さらに、第 1層 1 5は、厚さ 0 . 1〜0 . 5 mのチタンからなることがより好ましい。チタンは、窒化アルミ二ゥム等のような窒化物セラミックとの密着性に優れており、抵抗体 1 0全体としての密着強度を向上することができるからである。第 1層 1 5であるチタン層（ T i層）が薄すぎると、密着性を充分に改善できなくなるおそれがある。一方、第 1層（チタン層） 1 5が厚すぎると、密着性の改善には好適である反面、生産性の低下や高コスト化を招くおそれがある。

第 3層 1 7を形成する金属材料としては、ニッケルが望ましい。ニッケルを選択する理由は以下の通りである。第 1に、ニッケルによって被覆されることにより抵抗体 1 0の表面の酸化が防止され、抵抗値のばらつきのいっそうの軽減が図られるからである。第 2に、ニッケルは半田が付着しやすいため、後にピン接続を行う場合に好適となるからである。

上記の場合、第 3層であるニッケル層（N i層）の厚さは、第 1層 1 5および第 2層 1 6の中間の厚さに形成されることが望ましく、具体的には、厚さ 0 . 4 〜2 . 5 mの範囲内で形成されることが望ましい。ニッケル層 1 7が薄すぎると、上記の表面酸化防止効果が不充分になるおそれがある。一方、ニッケル層 1 7が厚すぎると、充分な表面酸化防止効果が得られる反面、生産性の低下ゃ高コスト化を招くおそれがある。

第 2層 1 6を形成する金属材料としては、モリブデンが選択されることが望ましい。モリブデンを選択する理由は以下の通りである。第 1に、モリブデンの介在によって、チタンとニッケルとの密着性が改善されるからである。第 2に、二ッゲルとモリブデンとを併用すれば、ニッケルを単独で使用したときよりも抵抗体 1 0に容易に厚さを確保することができるからである。第 3に、モリブデンの比抵抗およびスパッ夕レートは、ニッケルの比抵抗およびスパッ夕レートと同程度だからである。

上記の場合、第 2層であるモリブデン層（M o層）は、第 1層 1 5よりも厚く形成されることが望ましく、具体的には厚さ 0 . 5〜 7 . の範囲内で形成されることが望ましい。モリブデン層 1 6が薄すぎると、第 1層 1 5および第 3 層 1 7の密着性改善や、抵抗体 1 0の厚さの確保を充分に図ることができなくなるおそれがある。一方、モリブデン層 1 6が厚すぎると、生産性の低下や高コスト化を招くおそれがある。

また、鱗片状の貴金属粉末からなる抵抗体ペーストとしては、 1種または 2種以上の貴金属粉末、酸化物、有機ビヒクルからなるものが好ましい。

また、貴金属としては、金、銀、白金およびパラジウムから選ばれる少なくとも 1種以上が好ましい。また、酸化物としては、酸化鉛、酸化亜鉛、シリカ、酸化ホウ素およびアルミナから選ばれる少なくとも 1種以上が好ましい。有機ビヒクルとしては、酢酸セルロース等を使用することができる。

また、鱗片状の貴金属粉末からなる抵抗体ペーストは、配向して印刷されるため、マスクに付着しにくレ^

また、抵抗体 1 0のトータルでの厚さは 1〜 5 0 0 mであることが好ましく、

1〜 1 0 i mがより好ましく、 1〜 5 x mであることがさらに好ましく、特に 2

〜4 mであることが最適である。例えば、物理的成膜法を採用した場合、抵抗体 1 0を必要以上に厚くしょうとすると、トータルでの成膜時間が長くなり、生産性の低下や高コスト化につながるおそれがあるからである。一方、抵抗体 1 0 が薄すぎると、厚さのばらつきに起因する抵抗値のばらつき度合いが増大し、均熱性を充分に向上させることができなくなるからである。

なお、厚さ 1 0 riiまでの抵抗体は、抵抗ペーストの印刷や R Fスパッ夕で形成することができるが、厚さ 1 0 mを超える場合は、金属箔等を張りつける方法も採用することができる。金属箔は、厚さばらつきが少なく、本発明に有利である。

図 1〜3に示されるように、抵抗体 1 0の両端にあるパッド部 1 0 aには、導電性材料からなる端子ピン 1 2の基端部がはんだ付けされ、各端子ピン 1 2と抵抗体 1 0との電気的な導通が図られている。各端子ピン 1 2の先端部には、リード線 6を有するソケット 6 aが嵌着されている。従って、リード線 6および端子ピン 1 2を介して抵抗体 1 0に電流を供給すると、抵抗体 1 0が発熱し、ホットプレート 3全体が 1 5 0〜2 0 0 °C程度に加熱される。

次に、ホットプレート 3を製造する手順の一例を簡単に説明する。

窒化アルミニウムの粉体に、必要に応じてイツトリァ等の焼結助剤やバインダ —等を添加して混合物とし、これを 3本ロール等により均一に混練してペースト状の混練物を調製する。この混練物を材料として、厚さ 1〜2 5 mm程度の円板状生成形体をプレス成形により作製する。

作製された生成形体に対してパンチングまたはドリリングによる穴あけを行い、図示しないピン揷通孔を形成する。次いで、穴あけ工程を経た生成形体を乾燥、仮焼成および本焼成して完全に焼結させることにより、窒化アルミニウム製の絶縁基板 9を製造する。焼成工程はホットプレス装置によって行われることが望ましく、その温度は 1 5 0 0〜2 0 0 0 °C程度に設定されることが望ましい。

この後、窒化アルミニウム製の絶縁基板 9を所定径（本実施形態では 2 3 0 m τη φ ) にかつ円形状に切り出し、これをパフ研磨装置等を用いて表面研削加工する。そのとき、砥石としてダイヤモンド砥石を用いることにより、絶縁基板 9の下面 3 bの表面粗さ R aが 1 . 0 m以下となる条件で研削を行う。つまり、この時点において下面 3 bは鏡面になる。

引き続き、鏡面化された窒化アルミニウム製の絶縁基板 9の下面 3 b全体に対し、ドライプロセスによる成膜工程を実施する。本実施形態では、ドライプロセスによる成膜工程の一種である R Fスパッタリングを採用している。より具体的に言うと、高周波電源および D C電源の両方を持つ装置（R F— D C結合型バイァススパッタリング装置）を用いてスパッタリングを行う。この際、チタン、モリブデンおよびニッケルをその順序でスパッタリングすることにより、下面 3 b に 3層からなる金属薄層を積層形成する。次いで、この金属薄層上に所定パ夕一ンのレジストを形成した状態でエッチングを行い、所定形状を有する厚さのばらつきが ± 3 m以内の抵抗体 1 0を形成する。

その後、各パッド部 1 0 aに対し、はんだ S 1を介して端子ピン 1 2を接合する。このようにしてホットプレート 3を完成させた後、さらに、これをケーシング 2の開口部 4に取り付ければ、図 1に示す所望のホットプレートュニット 1が兀成 9-る。

以下、本発明をさらに詳細に説明する。本発明を実施するための最良の形態

(サンプルの作製）

ここでは、上記の方法に従い、窒化アルミニウム製の絶縁基板 9からなる試験用サンプルを 4種作製した。サンプル 1、 2、 3 (実施例 1、 2、 3) では、 3 層構造をなすパターン幅 500 mの抵抗体 10を RFスパッタリングにより形成するに際し、その全体の厚さを 3 mに設定した。また、第 1層 1 5であるチタン層の厚さを 0. 2 m、第 2層 16であるモリブデン層の厚さを 2. 0 m、第 3層 17であるニッケル層の厚さを 0. 8 mに、それぞれ設定した。そして、成膜工程前における表面研削工程では、基板 9の下面 3 bの表面粗さ R a (触針式面粗さ計（東京精密社製 E— RCS 01A) による測定値）が、サンプル 1 にて 0. 3 m、サンプル 2にて 0. 1 tm、サンプル 3にて 0. 03 /imになるような条件で研削を行つた。

さらに、酸化鉛、酸化亜鉛、シリカ、酸化ホウ素、アルミナからなる金属酸化物（それぞれの重量比率は、 5/55ノ 10Z25Z5) を鱗片銀粉末（昭栄ェ業社製 Ag— 520) 100重量部に対して 7. 5重量部添加したものをべ一ストとし、これを窒化アルミニウム基板に印刷し、 780でで焼成し、得られたホットプレートをサンプル 4 (実施例 4) とした。

一方、サンプル 5 (比較例 1) では、窒化アルミニウム製の絶縁基板 9の下面 3 bに対し、一般的な銀ペースト（徳カ化学研究所製ソルべスト P S 603 D ) を用いて、厚さ 6 mの抵抗体 10を印刷形成した。パターン形状およびパ夕ーン幅については、実施例 1〜3と同様に設定した。また、成膜工程前における表面研削工程では、基板 9の下面 3 bの表面粗さ Raが 3. 0 程度になる条件で研削を行った。

(第 1の比較試験）そして、従来公知の手法に準じ、触針式面粗さ計を用いて、上記 5種のサンプルにおける抵抗体 1 0の表面粗さ R aの値を測定した。図 4 (a) のグラフにはサンプル 1の測定データが、図 4 (b) のグラフにはサンプル 2の測定デ一夕力図 4 (c) のグラフにはサンプル 3の測定データが、それぞれ示されている。なお、上述した図 5 (a) 、（b) のグラフは、サンプル 5の測定データを示すものである。その結果、サンプル 1〜 3における測定値は、サンプル 5の測定値よりも明らかに小さくなつていた。即ち、サンプル 1〜 3の抵抗体 1 0の厚さのばらつきは ± 1 m以内であって、それぞれ + 0. 7 nm、 + 0. 5 m、 — 0. 3 mであり、サンプル 5の抵抗体 1 0の厚さのばらつき（+ 3. 1 rn) よりも相当小さくなることが実証された。また、サンプル 4の厚さのばらつきは、 + 2. 0 mであった。また、基板 9の下面 3 bの表面粗さ R aの値が小さくなるほど、抵抗体 1 0の厚さのばらつきが小さくなることも、同時に実証された。ちなみに、サンプル 1〜 5の R aの値は、それぞれ 5 m、 0. 1 m, 0. 03 wm、 0. 5 m, 2. 1 zmであった。

(第 2の比較試験）

各サンプル 1〜5を基板厚さ方向に沿って垂直に切断し、抵抗体 1 0の切断面を光学顕微鏡を用いて観察した。その結果、サンプル 1〜3の抵抗体 1 0では、内部に欠陥が殆どなくて緻密な構造となっていた。一方、サンプル 4、 5では、抵抗体 1 0の内部に部分的に欠陥が生じており、緻密さの点でサンプル 1〜3よりも劣っていた。

(第 3の比較試験）

次に、これら 5種の窒化アルミニウム製の絶縁基板 9を用いてホットプレートユニット 1を構成し、被加熱物である半導体ウェハ W1を載置した状態で、実際にその加熱を行った。半導体ウェハ W1としては、複数箇所に温度センサ（熱電対）があらかじめ埋設されている市販のシリコン製テストウェハを用いた。

この試験では、抵抗体 1 0への通電によりホットプレート 3を設定温度（ここでは 1 80で）まで加熱した。そして、温度上昇率がほぼゼロになった状態で各点の温度をサーモピュア（日本データム社製 I R— 1 620 1 2— 00 1 2) で測定し、その最大値 ·最小値の差（温度ばらつきの値）を求めた。その結果、テストウェハ内の温度ばらつきの値は、サンプル 1において 0. 2 °C以内、サンプル 2において 0. 1 5°C以内、サンプル 3において 0. 1°C以内、また、サンプル 4について、 0. 25°C以内であった。即ち、絶縁基板 9の下面 3 bの表面粗さ R aの値が小さくなるほど、テストウェハ内の温度ばらつきが小さくなることが実証された。これに対し、サンプル 5における温度ばらつきの値は 0. 4 °C以内であり、上記サンプル 1〜4の結果に比べて明らかに劣っていた。なお、テストウェハ側のみならず絶縁基板 9側についても多点温度計測を行ったところ、これとほぼ同様な傾向が認められた。なお、 400°Cまで昇温すると、サンプル 1では 7°C、サンプル 2では 6° (：、サンプル 3では 4°C、サンプル 4では 7°C、サンプル 5では 10°Cであった。

従って、本実施形態の各実施例によれば以下のような効果を得ることができる。

(1) このホットプレート 3では、窒化アルミニウム製の絶縁基板 9上に形成された抵抗体 10の厚さばらつきが ± 3 m以内であって、従来のものに比べて小さくなつている。このため、抵抗体 10内での抵抗値のばらつき、ひいては抵抗体 10内での発熱量のばらつきが小さくなつている。その結果、半導体ウェハ W1を均一に加熱することができるホットプレート 3、即ち均熱性に優れたホットプレート 3を実現することができる。

(2) また、このようなウェハ加熱用のホットプレート 3を用いれば、最終的に、高品質の半導体チップを効率よく製造することができる。

(3) 本実施形態の各実施例では、窒化アルミニウム製の絶縁基板 9の下面 3 bの表面粗さ R aを 2. 以下にすべく、成膜工程前に表面研削加工工程を実施している。従って、抵抗体 10の厚さばらつきを、さらに低減することができる。このような加工の実施は、均熱性のよりいっそうの改善につながる。

(4) このホットプレート 3では、窒化アルミニウム製の基板 9を用いている。従って、抵抗体 10の発熱温度のばらつきによる影響を、基板 9自身の高熱伝導性によってある程度相殺することができる。つまり、窒化アルミニウム製の基板 9の選択は、均熱性のさらなる向上に貢献する。

(5) このホットプレート 3では、チタン、モリブデンおよびニッケルからなる 3層構造の抵抗体 10を形成するにあたり、そのトータル厚さおよび各層 15、 1 6、 1 7の厚さを上記好適範囲内に設定している。従って、生産性やコスト性を損なうことなく、均熱性や密着性等に優れた抵抗体 1 0を形成することができる。

( 6 ) 本実施形態の各実施例では、物理的な成膜法の一種である R Fスパッ夕リングにより抵抗体 1 0を形成している。このため、得られる抵抗体 1 0の厚さばらつきが極めて小さい。また、めっき法等のようなウエットプロセスによる成膜法に比べて、抵抗体 1 0が緻密になるため、内部欠陥が生じにくくなる。その結果、抵抗値のばらつき、ひいては抵抗体 1 0内での発熱量のばらつきが極めて小さくなり、均熱性が格段に向上する。また、絶縁基板 9に対する抵抗体 1 0の密着性が極めて高くなるため、剥離しにくい抵抗体 1 0を得ることができる。つまり、この製造方法を実施すれば、上記の優れたホットプレート 3を容易にかつ確実に製造することができる。

なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。

抵抗体 1 0は 3層構造に限定されることはなく、 2層構造であったり、または、 4層以上の多層構造であってもよい。なお、抵抗体 1 0を単層構造にすることも可能である。また、実施形態における第 1スパッ夕層 1 5を、チタンからクロムに変更して具体化してもよい。

抵抗体 1 0の形成方法は、上記の手法のみに限定されず、例えば、以下のようなものでもよい。まず、 R Fスパッタリングによって窒化アルミニウム基板 9の下面 3 b全体にレジスト用材料からなる膜を形成する。次いで、その膜の所定箇所に開口部をパターン形成する。この開口部は、抵抗体 1 0が形成されるべき箇所に対応している。次に、 R Fスパッタリングによってレジスト上に金属薄層を形成した後、不要となったレジストを剥離する。このような方法であっても、簡単にかつ確実に所定パターンの抵抗体 1 0を形成することができる。

抵抗体 1 0を構成する金属薄層は、 R Fスパッタリング以外の手法、例えば、 E C Rスパッタリング、 2極スパッタリング、マグネトロンスパッタリング等によって形成されてもよい。スパッタリング以外のドライプロセスによる成膜法として、例えば、イオンプレーティング、クラスタ一イオンビーム、真空蒸着、 P V D等の物理的成膜法を採用したり、 C V D等の化学的成膜法を採用することも許容される。

成膜工程前における絶縁基板に対する表面研削加工は、特にその必要がなければ省略されても構わない。

被加熱物は半導体ウェハ W 1に限定されることはなく、それ以外のものであつてもよい。産業上利用の可能性

以上詳述したように、本発明によれば、被加熱物を均一に加熱することができるホッ卜プレー卜を提供することができる。

また、本発明の製造方法によれば、生産性およびコスト性を損なうことなく均熱性の向上を図ることができる。

また、生産性ゃコスト性を損なうことなく均熱性や密着性等に優れた抵抗体を形成することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 厚さばらつきが ± 3 / m以内の抵抗体が絶縁基板上に形成されてなるホットプレート。

2 . 抵抗体の厚さばらつきは、 ± 1 // m以内である請求の範囲 1に記載のホットプレート。

3 . 前記抵抗体の厚さは、 0 . 5〜5 0 0 /i mである請求の範囲 1または 2に記載のホットプレート _D

4 . 前記抵抗体の厚さは、 1〜1 0 // mである請求の範囲 3に記載のホットプレート。

5 . 前記絶縁基板は、窒化物セラミック、炭化物セラミックおよび樹脂から選ばれる少なくとも 1種である請求の範囲 1〜 4のいずれか 1に記載のホットプレ一ト。

6 . 前記抵抗体は、鱗片状の貴金属粉末からなる請求の範囲 1〜5のいずれか 1に記載のホットプレート。

7 . 前記抵抗体は多層構造をなし、前記抵抗体を構成する複数の層のうち最も基板側に位置するものは、チタンまたはクロムからなることを特徴とする請求の範囲 1〜6のいずれか 1に記載のホットプレート。

8 . 前記抵抗体は、チタンからなる第 1層と、前記第 1層上において同層よりも厚く形成されたモリブデンからなる第 2層と、前記第 2層上において前記第 1 層および前記第 2層の中間の厚さに形成されたニッケルからなる第 3層とによつて構成されていることを特徴とする請求の範囲 1〜 7のいずれか 1に記載のホットプレート。

9. 前記抵抗体は、厚さ 0. 1〜0. 5 /imのチタン層と、前記チタン層上の厚さ 0. 5〜7. 0 /zmのモリブデン層と、前記モリブデン層上の厚さ 0. 4〜 2. 5 / mのニッケル層とによって構成されていることを特徴とする請求の範囲 1〜 8のいずれか 1に記載のホットプレート。

1 0. 厚さばらつきが ±3 / m以内の抵抗体が絶縁基板上に形成されてなるホットプレートを製造する方法であって、

前記抵抗体をドライプロセスによる成膜法によって形成することを特徴とするホットプレートの製造方法。

1 1. 厚さばらつきが ±3 //m以内の抵抗体が絶縁基板上に形成されてなるホットプレートを製造する方法であって、

前記抵抗体を RFスパッタリングによって形成することを特徴とするホットプレートの製造方法。

1 2. 厚さばらつきが ±3 / m以内の抵抗体が絶縁基板上に形成されてなるホットプレートを製造する方法であって、

鱗片状の貴金属粉末からなる抵抗体ペーストを印刷し、焼成することを特徴とするホットプレートの製造方法。