專利名稱：晶片加熱裝置及半導(dǎo)體制造裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及用于半導(dǎo)體制造及檢查裝置的晶片加熱裝置，和使用該晶片加熱裝置的半導(dǎo)體制造裝置，可使用于例如在半導(dǎo)體晶片或液晶基板上生成半導(dǎo)體薄膜，或?qū)ν坎加诰系目刮g液進(jìn)行干燥煅燒而形成抗蝕膜的工序中。
背景技術(shù)：
使用了半導(dǎo)體元件的產(chǎn)品，是從產(chǎn)業(yè)用至家庭用的所有產(chǎn)品都加以利用的極為重要的產(chǎn)品。構(gòu)成該半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體芯片，例如由下述方式制造，即，在硅晶片上形成各種電路等之后，再將其切割成規(guī)定的大小。
在硅晶片上形成各種電路等的半導(dǎo)體制造工序中，在半導(dǎo)體薄膜的成膜處理、蝕刻處理、抗蝕膜的煅燒處理等中，使用了用于對硅晶片等半導(dǎo)體晶片(以下簡稱晶片)進(jìn)行加熱的晶片加熱裝置。
以往的半導(dǎo)體制造裝置有統(tǒng)一加熱多個晶片的批量式(batch type)，以及一片一片加熱的單片式，單片式每一次所處理的數(shù)量雖少，但具有溫度控制性良好的優(yōu)點。以往的晶片加熱裝置雖廣泛地使用批量式的裝置，但近年來，隨著晶片的大小由8英寸擴(kuò)展至12英寸，且更進(jìn)一步要求提高半導(dǎo)體元件的布線的細(xì)微化以及晶片熱處理溫度的精確度，因而一片一片進(jìn)行處理的單片式晶片加熱裝置逐漸被廣泛使用。
然而，若采用單片式，則由于每次處理的數(shù)量減少，所以晶片的處理時間需要縮短。因此，對于晶片加熱裝置而言，不僅要求升溫時間縮短，對冷卻時間也強(qiáng)烈要求加以縮短。于是，晶片加熱裝置通常采用下述方法，即，將由具有電阻發(fā)熱體的板狀體構(gòu)成的加熱器部設(shè)置在殼體(case)，在殼體內(nèi)設(shè)置強(qiáng)制冷卻用的冷卻噴嘴，當(dāng)對該加熱器部進(jìn)行冷卻時，可由噴嘴供給制冷劑，強(qiáng)制冷卻所述加熱器部(專利文獻(xiàn)1、2)。
而且，近來隨著人們對良好的溫控性、半導(dǎo)體元件布線的細(xì)微化、以及晶片熱處理溫度的精確度等方面的要求提高，因而廣泛地使用陶瓷制的晶片加熱裝置。
該陶瓷制的晶片加熱裝置例如在專利文獻(xiàn)3、4、5及6中公開。圖19中表示了專利文獻(xiàn)4所公開的陶瓷制晶片加熱裝置171。
該陶瓷制的晶片加熱裝置171以板狀陶瓷體172及殼體179為主要構(gòu)成要素，在由鋁等金屬構(gòu)成的有底狀殼體179的開口部，將由氮化物陶瓷或碳化物陶瓷構(gòu)成的板狀陶瓷體172，隔著樹脂制的隔熱性連接構(gòu)件174以螺栓180加以固定，將板狀陶瓷體172的上面作為載置晶片W的載置面173，并且，在板狀陶瓷體172的下面，由具有例如圖20所示的同心圓狀的電阻發(fā)熱體175的加熱器部而構(gòu)成。
而且，在由板狀陶瓷體172及殼體圍繞成的空間內(nèi)，利用噴嘴182輸送制冷劑并使之循環(huán)，再由排出口183排出，由此對加熱器部進(jìn)行冷卻。
然而，使用這種陶瓷制的晶片加熱裝置171，在晶片W的整個表面上形成均質(zhì)膜，或為了使抗蝕膜的加熱反應(yīng)狀態(tài)均勻，而縮小晶片面內(nèi)的溫度差使溫度分布均勻是十分重要的，同時需要縮短加熱、冷卻晶片的時間。進(jìn)而，為了變更晶片的加熱溫度，需要改變晶片加熱裝置171的設(shè)定溫度，因此要求陶瓷制的晶片加熱裝置171不但可在短時間內(nèi)升溫，且要求其進(jìn)行冷卻的時間短暫。
專利文獻(xiàn)7中公開了下述內(nèi)容，即，若將殼體底部的表面粗糙度形成為一定值以下，則可解除制冷劑氣流不穩(wěn)定的情況，從而提高升溫效率及冷卻效率。
另外，專利文獻(xiàn)8中公開了下述內(nèi)容，即，將上述陶瓷制的晶片加熱裝置171的熱容量形成為5000J/K以下時，可提高晶片的升溫速度及冷卻速度。然而，由于殼體179的熱容量為板狀陶瓷體173的熱容量的3.3倍以上，而且，殼體179的表面積S和殼體179的體積V的比率S/V低于5(1/cm)，故無法充分縮短冷卻時間。
這樣，所述任一專利文獻(xiàn)在改變晶片的設(shè)定加熱溫度時所花費的時間都較長，因而人們要求可于短時間內(nèi)改變溫度的晶片加熱裝置。
而且，至今為止為了減小晶片的溫度分布，有如下的建議，即，調(diào)整帶狀的電阻發(fā)熱體175的電阻分布，或分割控制帶狀的電阻發(fā)熱體175的溫度，而且，若是易產(chǎn)生散熱的構(gòu)造，則增大其周圍的發(fā)熱量等。
但是，任意建議都存在著構(gòu)造極為復(fù)雜，需特別加以控制的課題，故人們要求能夠以簡單的構(gòu)造使溫度分布均勻地進(jìn)行加熱的晶片加熱裝置。
并且，由于這種晶片加熱裝置171在半導(dǎo)體制造裝置的使用之際易受到光熱及處理氣體等的影響，因此要求電阻發(fā)熱體175的表面對于氧化等需要耐久性。因此，為了提高電阻發(fā)熱體175的耐久性，在電阻發(fā)熱體175的一部分或整體上被覆絕緣層(參照專利文獻(xiàn)9)。
進(jìn)而，由于該絕緣層也能夠成為電阻發(fā)熱體175的保溫部件，所以當(dāng)升溫晶片加熱裝置171后再進(jìn)行冷卻時，有時無法急速降溫。因此，也有一種使絕緣層的表面粗糙度Ra為0.01～10μm，來提高冷卻效果的晶片加熱裝置(參照專利文獻(xiàn)10)。
專利文獻(xiàn)1日本專利公開公報特開2003-100818號專利文獻(xiàn)2日本專利公開公報特開2004-063813號專利文獻(xiàn)3日本專利公開公報特開2001-135684號專利文獻(xiàn)4日本專利公開公報特開2001-203156號專利文獻(xiàn)5日本專利公開公報特開2001-313249號專利文獻(xiàn)6日本專利公開公報特開2002-76102號專利文獻(xiàn)7日本專利公開公報特開2002-83848號專利文獻(xiàn)8日本專利公開公報特開2002-100462號專利文獻(xiàn)9日本專利公開公報特開2001-297857號專利文獻(xiàn)10日本專利公開公報特開2001-297858號如上所述，以往的晶片加熱裝置具有冷卻時間長的問題。特別是，不易于在短時間內(nèi)使對300mm以上的大型晶片進(jìn)行加熱的晶片加熱裝置中的加熱器部冷卻。
而且，以絕緣層被覆電阻發(fā)熱體的晶片加熱裝置中，由于其構(gòu)成材料的熱膨脹差，使得電阻發(fā)熱體及絕緣層相對于板狀體的密合強(qiáng)度弱，特別是在反復(fù)升降溫并由噴嘴排出冷卻氣體時，會產(chǎn)生電阻發(fā)熱體與絕緣層剝離或出現(xiàn)裂紋等損傷的問題。
即，在設(shè)置于板狀陶瓷體172的電阻發(fā)熱體175的區(qū)域一帶，通過僅設(shè)置絕緣層，是無法充分保護(hù)電阻發(fā)熱體175的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種晶片加熱裝置及使用了該晶片加熱裝置的半導(dǎo)體制造裝置，該晶片加熱裝置通過對由具有電阻發(fā)熱體的板狀體構(gòu)成的加熱器部的冷卻速度進(jìn)行提高，可進(jìn)行急速冷卻。
而且，本發(fā)明的目的是在于提供一種可靠性高的晶片加熱裝置，該晶片加熱裝置可以急速冷卻且反復(fù)升降溫，即使排出制冷劑，也不會發(fā)生電阻發(fā)熱體與絕緣層的剝離、或發(fā)生裂紋等性能劣化情形。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的晶片加熱裝置，其特征在于，包含板狀體，其具有對置的二個主面，其中一主面作為載置晶片的載置面，另一主面上具有帶狀的電阻發(fā)熱體；供電端子，其連接于所述電阻發(fā)熱體并將電力提供給該電阻發(fā)熱體；殼體，其按照覆蓋所述供電端子的方式設(shè)置在所述板狀體的另一面上；及噴嘴，其具有與所述板狀體的所述另一面對置的前端，用于冷卻所述板狀體；在所述板狀體的所述另一面上，所述噴嘴的前端的投影位置位于所述電阻發(fā)熱體的帶之間。
另外，本發(fā)明的半導(dǎo)體制造裝置，其特征在于具有本發(fā)明的晶片加熱裝置。
如上構(gòu)成的本發(fā)明的晶片加熱裝置，由于所述板狀體的所述另一面中的噴嘴前端的投影位置位于所述電阻發(fā)熱體的帶之間，所以可提高所述板狀體的加熱器部的冷卻速度，從而可提供能夠急速冷卻的晶片加熱裝置。
而且，在本發(fā)明的晶片加熱裝置中，若所述電阻發(fā)熱體的表面為凹凸面，則可提供一種能急速冷卻，且性能不會劣化的可靠性高的晶片加熱裝置。
進(jìn)而，在本發(fā)明的晶片加熱裝置中，通過在所述電阻發(fā)熱體上設(shè)置表面為凹凸面的絕緣被覆層，可提供一種能急速冷卻，且性能不會劣化的可靠性高的晶片加熱裝置。


圖1是一剖面圖，用以表示本發(fā)明實施方式1的晶片加熱裝置的構(gòu)造。
圖2是一放大圖，用以表示實施方式1的晶片加熱裝置中的冷卻噴嘴及電阻發(fā)熱體的位置。
圖3是一俯視圖，用以表示在實施方式1的晶片加熱裝置中的板狀體上形成的電阻發(fā)熱體的帶形狀、以及噴嘴前端的位置。
圖4是表示在實施方式1的晶片加熱裝置中的板狀體上形成的電阻發(fā)熱體的帶形狀的變形例、以及噴嘴前端位置的圖。
圖5A是一剖面圖，用以表示本發(fā)明實施方式2的晶片加熱裝置的構(gòu)造。
圖5B是一俯視圖，用以表示本發(fā)明實施方式2的晶片加熱裝置的構(gòu)造。
圖6是一主視圖，用以表示實施方式2的晶片加熱裝置中的電阻發(fā)熱體的形狀。
圖7A是表示實施方式2的晶片加熱裝置中的電阻發(fā)熱體區(qū)域的圖。
圖7B是表示在實施方式2的晶片加熱裝置中，分割了環(huán)狀電阻發(fā)熱體區(qū)域的一例的圖。
圖8是一剖面圖，用以表示在實施方式2的晶片加熱裝置中的板狀體上形成的絕緣層、電阻發(fā)熱體以及噴嘴前端的位置。
圖9A是一剖面圖，用以表示對在實施方式2的晶片加熱裝置中的板狀體上形成的電阻發(fā)熱體進(jìn)行覆蓋的絕緣層及噴嘴前端的位置。
圖9B是表示實施方式2的晶片加熱裝置中的環(huán)狀絕緣層的一例的圖。
圖10是一剖面圖，用以表示在實施方式2的變形例所涉及的晶片加熱裝置中的板狀體上形成的絕緣層、電阻發(fā)熱體、覆蓋該電阻發(fā)熱體的絕緣層以及噴嘴前端的位置。
圖11是一局部放大立體圖，作為實施方式2的優(yōu)選實例，用以表示位于電阻發(fā)熱體之間的絕緣層表面是凹凸面。
圖12是一主視圖，用以表示實施方式2的變形例所涉及的晶片加熱裝置中的加熱器部的電阻發(fā)熱體形狀。
圖13是一剖面圖，用以表示本發(fā)明實施方式3的晶片加熱裝置。
圖14A是一立體剖面圖，用以表示實施方式3的晶片加熱裝置的板狀體。
圖14B是一剖面圖，用以表示實施方式3的晶片加熱裝置的板狀體。
圖15是一立體剖面圖，用以表示實施方式3的晶片加熱裝置的板狀體。
圖16是一俯視圖，用以表示實施方式3的晶片加熱裝置的板狀體。
圖17是一放大圖，用以表示比較例的晶片加熱裝置中的噴嘴前端、以及電阻發(fā)熱體的位置。
圖18是一俯視圖，用以表示比較例的晶片加熱裝置中的電阻發(fā)熱體的帶形狀、以及噴嘴前端的位置。
圖19是一剖面圖，用以表示以往的晶片加熱裝置的一例。
圖20是一主視圖，用以表示以往的晶片加熱裝置的電阻發(fā)熱體的形狀。
圖中W...半導(dǎo)體晶片，1...晶片加熱裝置，2...板狀體，3...載置面，5...電阻發(fā)熱體，6...供電部，7...加熱器部，8...彈性體(供電部)，10...溫度傳感器，11...供電端子，12、14...絕緣層，13...底板，15…晶片支承銷，16...開口部，17...彈性體(殼體部)，18...隔熱構(gòu)件，19...殼體(支承體)，22...側(cè)壁部，24...噴嘴，24a...噴嘴的前端，40、55、61...凹凸面，4156、62…凸部，42、57、63…凹部，P20...噴嘴前端的位置(電阻發(fā)熱體的帶之間)，P30...噴嘴前端的位置(多個電阻發(fā)熱體的帶之間)，AP...噴嘴前端的位置(電阻發(fā)熱體的帶之間)，55…電阻發(fā)熱體的凹凸面，57…電阻發(fā)熱體的凹部，60…絕緣層，61…絕緣層的凹凸面，62…絕緣層的凸部，63…絕緣層的凹部具體實施方式
以下，參照

本發(fā)明的實施方式。
實施方式1圖1為一剖面圖，用以表示本發(fā)明實施方式1的晶片加熱裝置1的構(gòu)造。本實施方式1的晶片加熱裝置1包括板狀體2、將電力提供給電阻發(fā)熱體5的供電端子11、用于冷卻板狀體2的冷卻噴嘴24及覆蓋供電端子11并支承冷卻噴嘴24的金屬制殼體19，所述板狀體2將其中一主面作為載置晶片W的載置面3，在其另一主面上形成有電阻發(fā)熱體5。板狀體2的另一主面上形成有與電阻發(fā)熱體5連接的供電部6，且供電端子11連接于該供電部6。而且，板狀體2隔著隔熱構(gòu)件18安裝于殼體19。這樣，在本實施方式1中，由將其中一側(cè)主面作為載置晶片W的載置面3的板狀體2、電阻發(fā)熱體5及供電部6構(gòu)成了加熱器部7。
在本發(fā)明中，板狀體2優(yōu)選由以熱傳導(dǎo)率大的碳化硅或氮化鋁為主成分的陶瓷構(gòu)成。
電阻發(fā)熱體5優(yōu)選具有能夠均勻地加熱載置面3的形狀，例如，電阻發(fā)熱體5可形成為相對于板狀體2的中心而成為大致對稱的細(xì)長帶狀的形狀。具體而言，可例舉如以板狀體2的中心為中心的螺旋狀(圖3)、使分離的多個電阻發(fā)熱體5被配置成同心圓狀的形狀。
另外，也可以是各自為彎折形狀的多個電阻發(fā)熱體5相對于板狀體2的中心而對稱配置的形狀。圖4中表示了多個(圖4中為四個)彎折形狀的電阻發(fā)熱體5，所述彎折形狀分別具有圓弧形部分及直線狀部分，其直線狀部分基于圓弧形部分而彎折。這樣，通過將電阻發(fā)熱體5分割為多個，可進(jìn)一步改善均熱性。
本實施方式1中，形成有連接于電阻發(fā)熱體5、且由金、銀、鈀、白金等材質(zhì)構(gòu)成的供電部6，利用彈性體8按壓供電端子11而與該供電部6接觸，以確保導(dǎo)通狀態(tài)。另外，供電端子11也可以通過焊接(soldering)或熔接(brazing)等而直接接合于電阻發(fā)熱體5。
金屬制的殼體19具有側(cè)壁部22及底板13，板狀體2設(shè)置成與該底板13對置地覆蓋殼體19的上部。而且，底板13上設(shè)有與供電部6導(dǎo)通的供電端子11、用以冷卻板狀體2的噴嘴24、及用于測定板狀體2的溫度的溫度傳感器10。并且，在底板13上設(shè)有用于排出冷卻氣體的開口部16。
另外，板狀體2的周邊部和殼體19的周邊部可由螺栓加以固定，但在本實施方式1中，通過隔著隔熱構(gòu)件18及彈性體17而螺合安裝螺帽，彈性地固定板狀體2的周邊部和殼體19的周邊部，以使板狀體2與殼體19不直接接觸。由此，即使殼體19因溫度變化而變形，也可由彈性體17吸收施加于板狀體2的力，故可抑制板狀體2的變形或翹曲，由此可防止因板狀體2的翹曲而引起的晶片表面的溫度偏差。
如上構(gòu)成的本發(fā)明實施方式1的晶片加熱裝置1，通過向電阻發(fā)熱體5通電來加熱載置面3，可均勻地加熱晶片W。而且，可在停止通電同時利用噴嘴24輸送冷卻空氣，而急速地冷卻加熱器部7。
這里，特別是本發(fā)明實施方式1的晶片加熱裝置1，其特征在于，從噴嘴噴出方向觀察，噴嘴24的前端在板狀體2另一面上的投影位置，位于電阻發(fā)熱體5之間。
圖2是為了表示噴嘴24的前端12a相對于電阻發(fā)熱體5的位置關(guān)系，而放大顯示圖1中一部分(包含板狀體2、電阻發(fā)熱體5及噴嘴24的前端12a的部分)的剖面圖。在實施方式1的晶片加熱裝置1中，如圖2所示，由噴嘴24噴射出的冷卻空氣等的制冷劑噴射于電阻發(fā)熱體5之間。
這里，所謂噴嘴24的前端位于電阻發(fā)熱體5之間，是指噴嘴24前端的中心如圖3中以符號P20所示那樣，與位于相鄰接的電阻發(fā)熱體5之間的板狀體2的表面對置，優(yōu)選使噴嘴24前端的中心部分與鄰接的電阻發(fā)熱體5之間的中央部對置。即，本實施方式1中，由于在鄰接的電阻發(fā)熱體5之間，存在熱傳導(dǎo)率比電阻發(fā)熱體5的表面大的板狀體2的表面，故由噴嘴24噴射出的制冷劑會直接冷卻板狀體2的表面。由此，可以有效地冷卻板狀體2，并可在短時間內(nèi)解除加熱器部7的熱量，因此能夠縮短加熱器部7的冷卻時間。
在本實施方式1的晶片加熱裝置1中，當(dāng)電阻發(fā)熱體5由相互分離的多個電阻發(fā)熱體5構(gòu)成時，也可使噴嘴24的前端與位于被分離的二個電阻發(fā)熱體5之間的板狀體2的表面對置。
圖4為一俯視圖，用以表示包含多個獨立的電阻發(fā)熱體5的加熱器部7的一個構(gòu)造例。在這種構(gòu)造的加熱器部7中，若使噴嘴24的前端12a與多個電阻發(fā)熱體5之間的位置P30對置，則由噴嘴24噴射出的制冷劑直接碰觸到熱傳導(dǎo)率較大的板狀體2表面，可奪取板狀體2的熱量，故可效率良好地冷卻加熱器部7。
特別是與一個電阻發(fā)熱體5中的鄰接的電阻發(fā)熱體帶之間比較，鄰接的不同電阻發(fā)熱體5之間，由于可確保較大的面積，作為由噴嘴24噴射出的制冷劑可直接碰觸的部分，所以，可更有效率地在短時間內(nèi)冷卻加熱器部7。這樣，如果使冷卻介質(zhì)碰觸在被分離的多個電阻發(fā)熱體5之間，則可擴(kuò)大冷卻介質(zhì)直接碰觸到板狀體2的區(qū)域，因此優(yōu)選。
另外，在圖4所示的構(gòu)造例中，于中央部設(shè)有一個螺旋狀的內(nèi)側(cè)電阻發(fā)熱體5，在內(nèi)側(cè)電阻發(fā)熱體5的外側(cè)，相同地設(shè)有中心與內(nèi)側(cè)電阻發(fā)熱體5一致(同軸配置)的螺旋狀中間電阻發(fā)熱體5，并且，在中間電阻發(fā)熱體5的外側(cè)，設(shè)有四個相對于板狀體2的中心而對稱配置(對稱配置)的外側(cè)電阻發(fā)熱體5。另外，在該構(gòu)造例中，使內(nèi)側(cè)電阻發(fā)熱體5的中心和板狀體2的中心一致。即，在圖4的該構(gòu)造例中，將板狀體2的中心作為同軸或?qū)ΨQ中心，通過組合同軸配置和對稱配置而設(shè)置電阻發(fā)熱體5，由此，可減小晶片W的面內(nèi)溫度差，同時能夠擴(kuò)大各個電阻發(fā)熱體5的間隔S，因此可增加板狀體2的露出部分，從而能夠效率良好地冷卻加熱器部7。
而且，在圖4的構(gòu)造例中，雖然組合同軸配置及對稱配置，但在本發(fā)明中也可采用同軸配置多個電阻發(fā)熱體的方式，或?qū)ΨQ配置多個電阻發(fā)熱體的方式。
另外，在本實施方式1的晶片加熱裝置1中，板狀體2和電阻發(fā)熱體5優(yōu)選具有不同的熱傳導(dǎo)率，且板狀體2的熱傳導(dǎo)率高于電阻發(fā)熱體5。
在本實施方式1中，為了更有效地冷卻板狀體2，要求制冷劑碰觸的部分是具有高的熱傳導(dǎo)率的物質(zhì)。因此，希望冷卻空氣等的制冷劑直接碰觸的板狀體2的熱傳導(dǎo)率高，在本實施方式1中，使板狀體2的熱傳導(dǎo)率高于電阻發(fā)熱體5。另外，在本實施方式1中，發(fā)熱電阻體5的材質(zhì)將于后詳述，其可使用以印刷法將包含玻璃粉(glass frit)及金屬氧化物等的電極糊(paste)印刷于導(dǎo)電性的金屬粒子上，再將之煅燒而制得的部件，其熱傳導(dǎo)率為1～40W(m·K)。本發(fā)明中，優(yōu)選使用熱傳導(dǎo)率高于所述熱傳導(dǎo)率的板狀體2，作為具有這種高的熱傳導(dǎo)率的板狀體2，可例舉由氮化鋁燒結(jié)體(熱傳導(dǎo)率180W/(m·K))或碳化硅燒結(jié)體(熱傳導(dǎo)率100W(m·K))構(gòu)成的板狀體2。
而且，在本發(fā)明實施方式1的晶片加熱裝置1中，當(dāng)噴嘴24為多個時，這些噴嘴24優(yōu)選配置成噴嘴24的前端位于以板狀體2的中心軸上的一點為中心的一個圓周上。即，從由噴嘴24噴出方向觀察時，噴嘴前端在板狀體2另一面上的投影點優(yōu)選在該板狀體2的另一面中位于一個圓周上。另外，當(dāng)電阻發(fā)熱體5是同心圓狀等而設(shè)置于一個圓周上時，該圓周導(dǎo)排列有噴嘴24的前端的圓周，優(yōu)選在投影面(板狀體2的另一面)上不一致。
為了均勻加熱晶片，電阻發(fā)熱體5的構(gòu)造極為重要。為了均勻加熱晶片，電阻發(fā)熱體5優(yōu)選具有對稱于板狀體2的中心的圖案。另外，在電阻發(fā)熱體5具有圓弧形的圖案，且該圓弧形圖案位于一個或二個以上的圓周上時，優(yōu)選沿該圓周的每一單位面積的電阻相等，由此可實現(xiàn)均勻的溫度分布。此時，若噴嘴24的前端位于電阻發(fā)熱體5的圓弧部分所位于的圓周上，則需要在噴嘴24部分以避開其的方式設(shè)置電阻發(fā)熱體5，由此同一圓周內(nèi)的每一單位面積的電阻值產(chǎn)生差異，導(dǎo)致不均勻的溫度分布。
因此，在從噴嘴的噴出方向觀察的投影面(板狀體2的另一面)上，多個噴嘴24前端的中心投影點，優(yōu)選位于與電阻發(fā)熱體5的圓弧形狀部分所在的圓周不同的圓周上。
而且，所述噴嘴24的數(shù)量優(yōu)選為4～16個。當(dāng)噴嘴24的數(shù)量少于四個時，一個噴嘴所冷卻的面積及熱容量將變得過大，使得冷卻效率差而冷卻時間增長。另一方面，當(dāng)噴嘴24的數(shù)量多于十六個時，為了使所有噴嘴24都取得必須的氣體壓力及流速，需要大型且高氣體容量的設(shè)備，從而不適合量產(chǎn)。因此，噴嘴24的數(shù)量優(yōu)選為4～16個。
另外，所述噴嘴24優(yōu)選配置在同心圓周上。如果所述噴嘴未被配置于同心圓周上，則在進(jìn)行冷卻時，易產(chǎn)生冷卻不均的情形，其中一部分冷卻時間增長，使得冷卻效率變差。此外，為了高速冷卻，優(yōu)選在具有對稱性的位置上將噴嘴配置成同心圓狀，由此可縮短冷卻時間，能夠效率良好地進(jìn)行冷卻。
而且，在實施方式1的晶片加熱裝置1中，板狀體2的溫度利用前端埋入于板狀體2的溫度傳感器10而加以測定。作為溫度傳感器10，從其反應(yīng)性及保持作業(yè)性的觀點而言，優(yōu)選使用外徑為0.8mm以下的極細(xì)金屬管型(sheath)的熱電偶，但使用外徑為0.5mm以下的金屬絲線的熱電偶或RTD等測溫電阻體也無妨。利用在形成于板狀體2的孔中而設(shè)置的固定構(gòu)件按壓所述溫度傳感器10的前端部將其固定于孔的內(nèi)壁面，可提高測溫的可靠性，故為優(yōu)選方式。
實施方式2以下，參照

本發(fā)明實施方式2的晶片加熱裝置。
圖5A為表示本發(fā)明實施方式2的晶片加熱裝置1的構(gòu)造的剖面圖，圖5B為其俯視圖。
該實施方式2的晶片加熱裝置1包含板狀體2、以及具有開口部16的殼體19，該板狀體2將其中一主面作為載置晶片W的載置面3，在另一主面上隔著絕緣層(基底絕緣層)14而形成有帶狀的電阻發(fā)熱體5，其中，殼體19上安裝有連接于供電部6的供電端子11、冷卻噴嘴24、及具有貫通孔的導(dǎo)銷(pin guide)28。另外，在實施方式2的晶片加熱裝置1中，由板狀體2、絕緣層14、形成于該絕緣層14上的電阻發(fā)熱體5、及形成于該電阻發(fā)熱體5兩端的供電部6構(gòu)成了加熱器部7。這里，板狀體2例如由以熱傳導(dǎo)率大的碳化硅或氮化鋁為主成分的陶瓷構(gòu)成，絕緣層14例如由與板狀體2的密合性優(yōu)異的玻璃或樹脂等絕緣性材料構(gòu)成。而且，板狀體2隔著隔熱構(gòu)件18通過螺栓40等安裝于殼體19。
另外，晶片起模頂桿25插入于安裝在殼體19的導(dǎo)銷28的貫通孔、以及與該貫通孔同軸設(shè)置的板狀體2的貫通孔，可上下移動晶片W。由此，可將晶片W載置于載置面3上或?qū)⑵淙∠隆?br> 圖6為一主視圖，用以表示實施方式2的晶片加熱裝置中的電阻發(fā)熱體5的平面形狀。在實施方式2中，電阻發(fā)熱體5由相互分離的多個電阻發(fā)熱體5a、5b、5c、5d、5e、5f、5g、5h構(gòu)成，各電阻發(fā)熱體5a～5h被設(shè)置于各自對應(yīng)的電阻發(fā)熱體區(qū)域4a～4h內(nèi)。圖7A、圖7B表示將配置有各電阻發(fā)熱體5a～5h的區(qū)域進(jìn)行劃分的電阻發(fā)熱體區(qū)域4a～4h。
在本實施方式2中，電阻發(fā)熱體5a、5b、5c、5d、5e、5f、5g、5h分別形成為細(xì)長連續(xù)的一個帶狀，由第1圓弧部51及近似半圓的彎折帶(連接部)52組成，該第1圓弧部51是分別沿著以板狀體2的中心為中心的圓弧呈大致同一寬度的部分，該近似半圓彎折帶(連接部)52連接彎折成同心狀的第1圓弧部51之間。即，電阻發(fā)熱體5a、5b、5c、5d、5e、5f、5g、5h分別由彎曲的一條長帶狀的電阻發(fā)熱體構(gòu)成，形成為第1圓弧部51基于連接部52而彎曲180°的彎折形狀，在其兩端設(shè)有供電部6。而且，該彎折形狀的電阻發(fā)熱體5a～5h，配置于各自對應(yīng)的電阻發(fā)熱體區(qū)域4a～4h。另外，供電部6不位于電阻發(fā)熱體區(qū)域4a～4h的內(nèi)部也無妨。而且，在本實施方式2中，如圖6所示，彎折帶52形成為第2圓弧部，該第2圓弧部的半徑比第1圓弧部51的半徑要足夠的小。
在實施方式2的晶片加熱裝置中，各電阻發(fā)熱體區(qū)域定義如下。
即，電阻發(fā)熱體區(qū)域4a被定義為，與電阻發(fā)熱體5a中最外側(cè)的第1圓弧部51外接的圓的內(nèi)側(cè)區(qū)域。
電阻發(fā)熱體區(qū)域4b被定義為，與電阻發(fā)熱體5b中最外側(cè)的第1圓弧部51外接的圓、和與最內(nèi)側(cè)的第1圓弧部51內(nèi)接的圓之間的區(qū)域。
電阻發(fā)熱體區(qū)域4cd被定義為，與電阻發(fā)熱體5c及電阻發(fā)熱體5d中最外側(cè)的第1圓弧部51外接的圓、和與最內(nèi)側(cè)的第1圓弧部51內(nèi)接之圓之間的區(qū)域。
而且，電阻發(fā)熱體區(qū)域4cd作為分別形成有電阻發(fā)熱體5c及電阻發(fā)熱體5d的區(qū)域，按照使中心角成為180°的方式而被二分割成電阻發(fā)熱體區(qū)域4c及電阻發(fā)熱體區(qū)域4d。
電阻發(fā)熱體區(qū)域4eh被定義為，與電阻發(fā)熱體5e～5h中最外側(cè)的第1圓弧部51外接的圓、和與最內(nèi)側(cè)的第1圓弧部51內(nèi)接的圓之間的區(qū)域。
而且，電阻發(fā)熱體區(qū)域4eh作為分別形成有電阻發(fā)熱體5e～5h的區(qū)域，按照使中心角成為90°的方式而被四分割成電阻發(fā)熱體區(qū)域4e、4f、4g、4h。
在本發(fā)明中，如此設(shè)置的電阻發(fā)熱體區(qū)域4a～4h，是每一區(qū)域都可獨立地控制加熱的區(qū)域，可獨立地控制被配置于各區(qū)域內(nèi)的電阻發(fā)熱體，由此縮小晶片W的面內(nèi)溫度差。在本實施方式2中，電阻發(fā)熱體區(qū)域4a是以板狀體2的中心為中心的具有規(guī)定直徑的圓形區(qū)域，電阻發(fā)熱體區(qū)域4b～4h位于比電阻發(fā)熱體區(qū)域4a靠向外側(cè)的位置，是各個以板狀體2的中心為中心的內(nèi)周圓弧和外周圓弧所挾的圓環(huán)區(qū)域、或?qū)⑦@種圓環(huán)區(qū)域分割成多個而構(gòu)成的區(qū)域。另外，區(qū)域4a和4b也可為連續(xù)的一個圓形區(qū)域。這樣，在實施方式2的晶片加熱裝置中，由于各電阻發(fā)熱體區(qū)域4中的電阻發(fā)熱體5可分別獨立地進(jìn)行加熱控制，故可縮小晶片W的面內(nèi)溫度差。此外，在本發(fā)明中，對電阻發(fā)熱體5的形狀而言，連接圓弧形的第1圓弧部51的彎折帶52也可不是圓弧而是直線狀或曲線狀。
在各電阻發(fā)熱體5的端部，形成有由金、銀、鈀、白金等材質(zhì)構(gòu)成的供電部6，通過由彈性體按壓供電端子11使其接觸于該供電部6，可與外部的電源電路相連。另外，供電端子11也可通過焊接(soldering)或熔接(brazing)等直接接合于電阻發(fā)熱體5。
金屬制的殼體19具有側(cè)壁部22及底板21，板狀體2設(shè)置成與該底板21對置地覆蓋殼體19的上部。而且，在底板21上形成有用于排出冷卻氣體的開口部16，并設(shè)有與供電部6導(dǎo)通的供電端子11、用于冷卻加熱器部7的噴嘴24、及多個用于測量加熱器部7的溫度的溫度傳感器10。
另外，在板狀體2和殼體19的周邊部貫通螺栓40，通過隔著隔熱構(gòu)件18螺合安裝螺帽進(jìn)行固定，以使板狀體2和殼體19不直接碰觸。這里，在實施方式2中，使用剖面為L字形的構(gòu)件作為隔熱構(gòu)件18，以隔熱構(gòu)件18包圍板狀體2的外周側(cè)面。
如上構(gòu)成的實施方式2的晶片加熱裝置，通過使電阻發(fā)熱體5通電來加熱載置面3，可均勻地加熱晶片W。而且，可在停止通電同時利用噴嘴24噴出冷卻氣體，急速地冷卻加熱器部7。
本發(fā)明的晶片加熱裝置1，優(yōu)選在將噴嘴24的前端24a投影至板狀體的另一主面時，其投影點位于電阻發(fā)熱體5之間，更優(yōu)選將噴嘴24的前端24a配置成其投影點位于鄰接的電阻發(fā)熱體區(qū)域4之間。由于該電阻發(fā)熱體5之間的表面容易經(jīng)由絕緣層14而將熱傳達(dá)至板狀體2，所以通過噴嘴24的前端24a位于所述電阻發(fā)熱體5之間，由噴嘴24噴射出的空氣等冷卻氣體會直接碰觸絕緣層14的表面，由此可經(jīng)由絕緣層14的表面而效率良好地將板狀體2的熱量傳送給冷卻氣體。因此，可迅速地奪取板狀體2的熱量，可于短時間內(nèi)降低加熱器部7的溫度。
而且，如圖6所示，優(yōu)選電阻發(fā)熱體5遍布整體具有大致相同的寬度，基于連接部而加以彎折的多個第1圓弧部51優(yōu)選配置成大致同心圓狀，由此，可縮小設(shè)置于載置面3上的晶片W面內(nèi)的溫度差。并且，在鄰接的電阻發(fā)熱體間(例如電阻發(fā)熱體5g和電阻發(fā)熱體5h間)，當(dāng)連接部52的間隔L1小于第1圓弧部51的間隔L4時，可進(jìn)一步縮小晶片W面內(nèi)的溫度差，故為優(yōu)選方式。而且，如果在同一電阻發(fā)熱體5內(nèi)，連接部52的間隔L3小于第1圓弧部51的間隔L6，則可更進(jìn)一步縮小晶片W面內(nèi)的溫度差，故為優(yōu)選方式。
圖8為一放大剖面圖，用以表示一個冷卻噴嘴24的前端部分及位于其周圍的板狀體2、絕緣層14及電阻發(fā)熱體5。如圖8所示，在本實施方式2的晶片加熱裝置1中，由噴嘴24噴射出的空氣等冷卻氣體被噴射于電阻發(fā)熱體5之間。這里，噴嘴24的前端24a位于電阻發(fā)熱體5之間，是指將噴嘴24的前端24a的中心投影在板狀體2的另一面上時，其投影點位于圖7中AP所示的電阻發(fā)熱體5之間，即可使冷卻氣體直接碰觸形成于板狀體2表面上的絕緣層14的位置。與電阻發(fā)熱體5的表面相比，該電阻發(fā)熱體5之間因接近熱傳導(dǎo)率大的板狀體2的表面，故由表面至板狀體2的熱傳遞大。因此，由于從噴嘴24噴射出的冷卻氣體可直接冷卻板狀體2表面的絕緣層14，故可有效地冷卻板狀體2。由此，可于短時間內(nèi)奪取加熱器部7的熱量，縮短加熱器部7的冷卻時間。
圖9A為一剖面圖(放大顯示剖面中一部分的剖面圖)，用以表示在本實施方式2中，于電阻發(fā)熱體5的表面進(jìn)而形成有絕緣層(絕緣被覆層)12的例子，在該例子中，絕緣層14上形成有電阻發(fā)熱體5，進(jìn)而以覆蓋該電阻發(fā)熱體5的方式形成有絕緣層12。其中，加熱器部7和噴嘴24的位置關(guān)系與圖8所示的例子相同。
這樣，如果在電阻發(fā)熱體5的整個上面或其中一部分形成絕緣層12，則可保護(hù)電阻發(fā)熱體5的表面。而且，即使例如冷卻氣體流到電阻發(fā)熱體5的上面，也沒有損傷或污染電阻發(fā)熱體5表面之虞，另外，即使反復(fù)加熱/冷卻電阻發(fā)熱體5，也可減少時效變化，提高耐久性。
更具體而言，例如，由于電阻發(fā)熱體5是由貴金屬構(gòu)成的導(dǎo)電性粒子分散于玻璃質(zhì)的絕緣性組成物中而構(gòu)成的器件，所以，若電阻發(fā)熱體5呈露出狀態(tài)，則會隨時間經(jīng)過而產(chǎn)生變化，當(dāng)冷卻氣體直接碰觸電阻發(fā)熱體5時，電阻發(fā)熱體5可能因熱應(yīng)力而發(fā)生脫落現(xiàn)象，但絕緣層12具有防止這些情況的作用。即，通過利用絕緣層12覆蓋電阻發(fā)熱體5的表面，可緩和電阻發(fā)熱體5因熱應(yīng)力而發(fā)生脫落的情形，即使在晶片加熱裝置1中反復(fù)進(jìn)行加熱以及強(qiáng)制冷卻，也無需擔(dān)憂電阻發(fā)熱體5各部的電阻值有所變化，故不但耐久性出色，也可均勻地加熱晶片W的表面。而且，該絕緣層12只要形成在可覆蓋電阻發(fā)熱體5的范圍即可，優(yōu)選不超過所需范圍，另外，如后所詳述，優(yōu)選對應(yīng)各電阻發(fā)熱體區(qū)域4a、4b、4cd、4eh而使絕緣層12a、12b、12cd、12eh為獨立狀態(tài)。這里，電阻發(fā)熱體區(qū)域4cd是指電阻發(fā)熱體區(qū)域4c及電阻發(fā)熱體區(qū)域4d所組合的圓環(huán)區(qū)域，電阻發(fā)熱體區(qū)域4eh是指電阻發(fā)熱體區(qū)域4e、電阻發(fā)熱體區(qū)域4f、電阻發(fā)熱體區(qū)域4g及電阻發(fā)熱體區(qū)域4h所組合的圓環(huán)區(qū)域。
圖9B為一俯視圖，用以表示板狀體2、絕緣層12(12a、12b、12cd、12eh)及噴嘴24的前端24a的位置關(guān)系。本實施方式2中，在具有覆蓋電阻發(fā)熱體5的絕緣層12的晶片加熱裝置1中，板狀體2另一面中的噴嘴24的前端24a的投影位置位于絕緣層12之間(在圖9B所示的例子中，是絕緣層12cd和絕緣層12eh之間)，空氣等冷卻氣體從噴嘴24噴射至覆蓋電阻發(fā)熱體5的絕緣層12之間。由于該位置并無絕緣層12，故可效率良好地經(jīng)由絕緣層14而傳導(dǎo)板狀體2的熱量。因此，由于從噴嘴24噴射出的冷卻氣體直接冷卻板狀體2表面上的絕緣層14，所以，可有效地冷卻板狀體2，由此可于短時間內(nèi)奪取加熱器部7的熱量，縮短加熱器部7的冷卻時間。
圖10表示在電阻發(fā)熱體5的表面形成了絕緣層12的其他例。絕緣層12同時形成在電阻發(fā)熱體5的上面和絕緣層14之上。這里，令絕緣層14上面的絕緣層12為絕緣層12a，電阻發(fā)熱體5上面的絕緣層12為絕緣層12b。位于電阻發(fā)熱體5之間的板狀體2的表面，雖覆蓋有絕緣層12a及絕緣層14，但比起電阻發(fā)熱體5上面的絕緣層12b而言，從絕緣層12a的表面至板狀體2的熱傳遞更易于進(jìn)行。因此，在冷卻板狀體2時，通過將噴嘴24的前端的投影位置配置在電阻發(fā)熱體5之間，使得從噴嘴24噴射出的氣體冷卻電阻發(fā)熱體5之間的絕緣層12a，可效率良好地冷卻板狀體2。
另外，圖7A是表示分割本發(fā)明中的電阻發(fā)熱體區(qū)域的一例的示意圖。電阻發(fā)熱體區(qū)域4被限定于板狀體2的另一主面。在實施方式2中如圖7A所示，作為優(yōu)選的方式，在板狀體2的中心部具有圓形的電阻發(fā)熱體區(qū)域4a，其外側(cè)的同心圓上具有二個或三個圓環(huán)狀的電阻發(fā)熱體區(qū)域。在圖7A所示的例子中，具體而言，具有電阻發(fā)熱體區(qū)域4a外側(cè)的同心圓電阻發(fā)熱體區(qū)域4b、電阻發(fā)熱體區(qū)域4cd及電阻發(fā)熱體區(qū)域4eh。其中，也可連接電阻發(fā)熱體區(qū)域4a和電阻發(fā)熱體區(qū)域4b而作為一個電阻發(fā)熱體區(qū)域。
而且，本實施方式2中，為了改善晶片W的均熱性，優(yōu)選將區(qū)域面積較大的外側(cè)的圓環(huán)狀電阻發(fā)熱區(qū)域(例如4cd、4eh)分割為二、三或四個電阻發(fā)熱體區(qū)域。對于該分割的方式而言，將參照圖7B于后詳述。當(dāng)加熱圓板狀的晶片W的表面時，會受到晶片W周邊的氣氛、與晶片W對置的壁面以及氣體流動的影響。因此，為了使圓板狀的晶片W的表面溫度不產(chǎn)生偏差，優(yōu)選將晶片W的周圍、與上面對置的面以及環(huán)境氣體的流向設(shè)計成相對晶片W而成為中心對稱。另外，為了均勻加熱晶片W，需要針對晶片W的中心對稱的符合上述環(huán)境的晶片加熱裝置1，優(yōu)選按照使載置面3成為中心對稱的方式加以分割而形成電阻發(fā)熱體區(qū)域4。
特別是為了均勻加熱300mm以上的晶片W的表面溫度，優(yōu)選設(shè)有二重、或三重以上的同心圓圓環(huán)狀的電阻發(fā)熱體區(qū)域。
這樣，分別對應(yīng)多個同心的圓環(huán)狀電阻發(fā)熱體區(qū)域而設(shè)置了多個電阻發(fā)熱體5的晶片加熱裝置1，由于可控制每一個電阻發(fā)熱體，修正因周圍環(huán)境所產(chǎn)生的前后左右的微小非對稱性、以及對稱的發(fā)熱體的厚度偏差，故可進(jìn)一步縮小晶片W的面內(nèi)溫度差。
圖7B為一俯視圖，用以表示本實施方式2的晶片加熱裝置1中的電阻發(fā)熱體區(qū)域4的其他例。此例是優(yōu)選實例，在圖7A所示的三個圓環(huán)狀的電阻發(fā)熱體區(qū)域中，將外側(cè)的電阻發(fā)熱體區(qū)域4eh作為電阻發(fā)熱體區(qū)域4e、4f、4g、4h，即，將該圓環(huán)四等份而形成的四個扇形區(qū)域；將其內(nèi)側(cè)的電阻發(fā)熱體區(qū)域4cd作為電阻發(fā)熱體區(qū)域4c、4d，即，將圓環(huán)沿圓周方向二等份而形成的二個扇形區(qū)域。也就是說，在三個圓環(huán)狀的電阻發(fā)熱體區(qū)域4b、4cd、4eh中，最內(nèi)側(cè)的圓環(huán)狀電阻發(fā)熱體區(qū)域4b是由圓環(huán)構(gòu)成的電阻發(fā)熱體區(qū)域4b，其外側(cè)的電阻發(fā)熱體區(qū)域4cd是在圓周方向上將圓環(huán)二等份而形成的二個扇形的電阻發(fā)熱體區(qū)域4c、4d；電阻發(fā)熱體區(qū)域4cd外側(cè)的電阻發(fā)熱體區(qū)域4eh由在圓周方向上將圓環(huán)四等份而形成的四個扇形電阻發(fā)熱體區(qū)域4e、4f、4g、4h構(gòu)成，這樣，越是外側(cè)的圓環(huán)區(qū)域分割得越多，這對于使晶片W的表面溫度更均勻而言較為理想。
圖7B所示的晶片加熱裝置1的各電阻發(fā)熱體區(qū)域4a～4g，按照可獨立地控制發(fā)熱的方式，分別對應(yīng)各電阻發(fā)熱體區(qū)域4a～4g而具有電阻發(fā)熱體5a～5g。
但是，當(dāng)在晶片加熱裝置1的外部環(huán)境某一設(shè)置場所也不頻繁地加以變更時，還可將區(qū)域4a和區(qū)域4b并聯(lián)連接或串聯(lián)連接作為一個電路加以控制。這樣，如果使區(qū)域4a和區(qū)域4b成為分離的構(gòu)造，則可在區(qū)域4a和區(qū)域4b之間設(shè)置用以貫通可舉起晶片W的起模頂桿的貫通孔。
另外，在本實施方式2中，圓環(huán)狀的電阻發(fā)熱體區(qū)域4cd按照中心角分別成為180°的方式被二分割，圓環(huán)狀的電阻發(fā)熱體區(qū)域4eh被四分割成中心角分別成為90°，但本發(fā)明并不限于此，也可是三或四以上的分割數(shù)目。
在圖7B中，電阻發(fā)熱體區(qū)域4c、4d的邊界線為直線，但并不一定非得為直線，也可以是波狀線。另外，電阻發(fā)熱體區(qū)域4c、4d優(yōu)選相對于發(fā)熱體區(qū)域的中心而成為中心對稱。
同樣，電阻發(fā)熱體區(qū)域的4e與4f、4f與4g、4g與4h、4h與4e間的各自邊界線并不一定非得為直線，也可為波狀線，另外，這些電阻發(fā)熱體區(qū)域優(yōu)選相對于發(fā)熱體區(qū)域的中心而成為中心對稱。
而且，在本發(fā)明中，優(yōu)選以印刷法等制作各電阻發(fā)熱體5，且電阻發(fā)熱體5的寬度優(yōu)選為1～5mm，而厚度優(yōu)選為5～50μm。若一次印刷的印刷面過大，則在印刷面的前后與左右，因刮刀(Squeegee)和絲網(wǎng)(Screen)間的壓力差而有可能使得印刷厚度不均勻。特別是在電阻發(fā)熱體5的大小變大時，電阻發(fā)熱體5前后左右的厚度會不同，有可能使得設(shè)計好的發(fā)熱量發(fā)生偏差。若發(fā)熱量發(fā)生偏差，則晶片W的面內(nèi)溫度差將變大，故不優(yōu)選。為減少因該電阻發(fā)熱體厚度偏差而產(chǎn)生的溫度偏差，其有效方式是將由一個電阻發(fā)熱體構(gòu)成的外徑較大的各電阻發(fā)熱體5進(jìn)行分割。
在本實施方式2的圖7A所示的例子中，由于將除了晶片W載置面3的中心部之外的同心圓環(huán)狀電阻發(fā)熱體區(qū)域4cd二分割，并且將大的圓環(huán)狀電阻發(fā)熱體區(qū)域4eh四分割，故可縮小各電阻發(fā)熱體5的印刷面積。由此，可使電阻發(fā)熱體5各部的厚度均勻化，進(jìn)而可修正晶片W前后左右的細(xì)微溫度差，由此減少晶片W的表面溫度差。而且，為了微調(diào)整各電阻發(fā)熱體5帶的電阻值，也可沿電阻發(fā)熱體利用激光等形成長槽，來調(diào)整電阻值。
此外，圖6所示的電阻發(fā)熱體5a、5b、5c、5d、5e、5f、5g、5h的形狀，分別由圓弧形的第1圓弧部51及彎折帶，即接續(xù)部52構(gòu)成。比起直線形，當(dāng)連接部52為圓弧形時可更加縮小晶片的面內(nèi)溫度差，故為優(yōu)選方式。
另外，在本發(fā)明的晶片加熱裝置1中，如圖7A所示，電阻發(fā)熱體區(qū)域4cd與最外側(cè)的圓環(huán)狀電阻發(fā)熱體區(qū)域4eh的間隔S3，優(yōu)選大于電阻發(fā)熱體區(qū)域4b與電阻發(fā)熱體區(qū)域4cd的間隔S2。這樣，在具有二個或三個圓環(huán)狀的電阻發(fā)熱體區(qū)域4的構(gòu)造中，當(dāng)外側(cè)的間隔S3大于內(nèi)側(cè)的間隔S2時，由于未形成有電阻發(fā)熱體5的區(qū)域的寬度S3其圓環(huán)的寬度變大，故可增加未被電阻發(fā)熱體5覆蓋的板狀體2的表面露出部，由于可加強(qiáng)放冷效果，故為優(yōu)選方式。而且，隔著構(gòu)成露出部的絕緣層的板狀體2其熱傳導(dǎo)率變大，使得冷卻效率提高且加熱器部7的冷卻速度增大，故為優(yōu)選方式。
并且，在板狀體2的另一面中，優(yōu)選具有多個前端24a投影在最外側(cè)的圓環(huán)狀電阻發(fā)熱體區(qū)域4eh、與其內(nèi)側(cè)的電阻發(fā)熱體區(qū)域4cd之間的噴嘴24。間隔S3的環(huán)狀區(qū)域并無電阻發(fā)熱體5，以絕緣層14及絕緣層12覆蓋熱傳導(dǎo)率較大的板狀體2，但表面至板狀體2的熱傳遞較大，故從噴嘴24的前端24a噴射出的冷卻氣體直接碰觸該部分，可效率良好地奪取板狀體2的熱量，從而急速降低加熱器部7的溫度，故為優(yōu)選方式。該冷卻噴嘴24優(yōu)選沿間隔S3的區(qū)域具有多個，例如當(dāng)用于直徑200～300mm的晶片時，噴嘴24的數(shù)目優(yōu)選配置4～16個，這樣可有效地冷卻加熱器部7。另外，雖然以沿著間隔S3的區(qū)域設(shè)置的噴嘴24為例而加以說明，但除了間隔S3的區(qū)域之外，中央部的溫度也難以降低，所以，優(yōu)選在中央部也于圓周上具有多個噴嘴24。
而且，本發(fā)明的晶片加熱裝置1，優(yōu)選所述絕緣層12、14及/或電阻發(fā)熱體5的表面為凹凸面。當(dāng)與圖8及圖9A所示的噴嘴前端對置的絕緣層14、及圖10的絕緣層12a的表面為凹凸面時，從噴嘴24噴射出的冷卻氣體可碰觸絕緣層14、12表面上的凹凸面，因此熱量易于經(jīng)由板狀體2的絕緣層14、12而傳導(dǎo)給冷卻氣體。即，易由冷卻氣體進(jìn)行凹凸面上的熱交換，由此可加強(qiáng)冷卻加熱器部7的效果，故為優(yōu)選方式。另外，當(dāng)圖8所示的電阻發(fā)熱體5的表面由凹凸面構(gòu)成時，沖擊到絕緣層14的冷卻氣體中一部分會沿絕緣層14流動，在通過電阻發(fā)熱體5的表面時，電阻發(fā)熱體的凹凸面上的熱交換變得易于進(jìn)行，因此經(jīng)由電阻發(fā)熱體而奪取加熱器部7的熱量的效果變大。更優(yōu)選電阻發(fā)熱體5及絕緣層14的表面具有凹凸面。
并且，當(dāng)絕緣層12、14及電阻發(fā)熱體5的表面具有上述凹凸面時，即使因絕緣層12、14或電阻發(fā)熱體5與板狀體2間的熱膨脹差所產(chǎn)生的熱應(yīng)力，在絕緣層12、14或電阻發(fā)熱體5上產(chǎn)生細(xì)微的裂紋，也會基于表面的凹凸發(fā)揮緩和該裂紋前端的應(yīng)力的作用，而具有可防止裂紋持續(xù)加深的效果，故為優(yōu)選方式。
另外，所述凹凸面優(yōu)選為大致格子狀。圖11表示絕緣層12的表面由凹凸面構(gòu)成的一例。當(dāng)按照冷卻噴嘴24的前端24a在板狀體2的另一面中，投影在電阻發(fā)熱體5之間的凹凸面40的方式配置冷卻噴嘴24時，冷卻氣體可碰觸凹凸面40，因而易于進(jìn)行冷卻氣體與凹凸面40間的熱交換，通過凹凸面40使得冷卻加熱器部7的效果變大，故為優(yōu)選方式。而且，當(dāng)凹凸面40為大致格子狀時，冷卻氣體觸及凹部42后，會碰觸到凸部41的側(cè)面進(jìn)行熱交換，而且，冷卻氣體會沿著連接成直線形的槽部而流動至遠(yuǎn)處，因此易于通過凹凸面40進(jìn)行熱交換。當(dāng)凹凸面40為大致格子狀時，凹凸面40和冷卻氣體間的熱交換增大，易于在短時間內(nèi)冷卻加熱器部7，故為優(yōu)選方式。
另外，上述格子狀的槽優(yōu)選按每1mm寬度設(shè)置0.2～80條，進(jìn)而優(yōu)選設(shè)置0.4～40條。若該槽于每1mm寬度低于0.2條，則基于熱交換作用的冷卻效果小，而且若反復(fù)加熱、冷卻電阻發(fā)熱體4，則絕緣層12、14及電阻發(fā)熱體5有可能剝離或出現(xiàn)裂紋。
此外，若所述槽按每1mm超過80條，則有可能朝凹部42的冷卻氣體流動變差導(dǎo)致冷卻效率降低。而且，若槽過小，則有可能導(dǎo)致裂紋從凹部42而進(jìn)入到絕緣層12、14及電阻發(fā)熱體5。因此，通過將凹凸面40的槽按每1mm設(shè)置0.4～80條，使得加熱器部7及冷卻氣體間的熱交換更容易進(jìn)行，不僅可吸收板狀體2與絕緣層12、14及電阻發(fā)熱體5間的熱膨脹差，而且能夠抑制電阻發(fā)熱體5的劣化損傷，從而可提供可靠性高的晶片加熱裝置1。
另外，乍看之下，或許會以為要抑制電阻發(fā)熱體5的劣化損傷，只要增厚絕緣層12的厚度即可，然而，雖說絕緣層12作為保護(hù)層，但由于與電阻發(fā)熱體5是不同的材料，所以由于互相間的熱膨脹差，使得應(yīng)力緩和效果變?nèi)?。即，過厚的絕緣層12將產(chǎn)生相反效果，且在煅燒絕緣層12的階段會對絕緣層12作用較大的應(yīng)力，有可能降低可靠性。因此，本發(fā)明發(fā)現(xiàn)到，使板狀體2上的電阻發(fā)熱體5及/或絕緣層12、14的表面為凹凸面，優(yōu)選形成為大致格子狀的形狀時，可作為不使絕緣層12整體變厚，且防止電阻發(fā)熱體5劣化損傷的方法，基于此而完成本發(fā)明。
即，通過使覆蓋電阻發(fā)熱體5的絕緣層12為大致格子狀，使得絕緣層12的大致格子中的突起部分強(qiáng)力地壓住電阻發(fā)熱體5，由此會不產(chǎn)生電阻發(fā)熱體5的剝離。
另外，并不是由于絕緣層12整體厚，而是由于在大致格子狀的凹部42處基于熱膨脹差的應(yīng)力得以緩和，所以也不會發(fā)生裂紋等不理想情況。這對板狀體2與絕緣層14及電阻發(fā)熱體5是同樣的，所以電阻發(fā)熱體5本身也優(yōu)選成為大致格子狀的形狀。
而且，上述凹凸面40中，凹部42的厚度(tv)和凸部41的厚度(tp)之比(tp/tv)×100為102～200％，并且上述電阻發(fā)熱體5或上述絕緣層12、14的平均厚度優(yōu)選為3～60μm。這樣，不僅可吸收板狀體2和電阻發(fā)熱體5的熱膨脹差，而且能夠抑制電阻發(fā)熱體5的劣化損傷，從而可提供可靠性極高的晶片加熱裝置1。
比(tp/tv)×100的值若小于102％，則熱交換變差，且有可能直至產(chǎn)生裂紋為止的升降溫試驗次數(shù)低于4200次，故不優(yōu)選。
另外，比值若超過200％，則凸部41與凹部42的差過大導(dǎo)致溫度差變大，有可能至產(chǎn)生裂紋為止的升降溫試驗次數(shù)降低。
此外，絕緣層12、14的平均厚度若不滿3μm，則當(dāng)以印刷法形成電阻發(fā)熱體5時，厚度偏差會增加到30％以上，有可能導(dǎo)致晶片W表面溫度差變大。
而且，若絕緣層12、14的平均厚度超過60μm，則由于與板狀體2的熱膨脹系數(shù)的差異，容易在絕緣層12、14上產(chǎn)生細(xì)小的裂紋。
另外，凹部的厚度(tv)可以由各凹部42的中心的五個點的平均值來加以表示。而且，凸部的厚度(tp)可由平均各凸部41中最大厚度的五個點而求得。并且，平均厚度可以由所述凹部42的厚度和凸部41的厚度的平均值而求得。
圖9B為一俯視圖，用以表示本發(fā)明晶片加熱裝置1中形成了絕緣層12的一例。對所述三個圓環(huán)狀的電阻發(fā)熱體區(qū)域4b、4cd、4eh中，覆蓋外側(cè)的電阻發(fā)熱體區(qū)域4eh的絕緣層12eh優(yōu)選為圓環(huán)狀。三個圓環(huán)狀的絕緣層12b、12cd、12eh，優(yōu)選個別覆蓋用以使晶片W的表面溫度均勻化的電阻發(fā)熱體區(qū)域4b、4cd、4eh，且優(yōu)選對應(yīng)這些區(qū)域而形成絕緣層12。
而且，本發(fā)明的晶片加熱裝置1如圖9B所示，間隔S6優(yōu)選大于其他間隔S4、S5。這里，間隔S4是指設(shè)置在中心部的圓形絕緣層12a、與其外側(cè)的同心圓圓環(huán)狀絕緣層12b之間的間隔。而間隔S5是指圓環(huán)狀的絕緣層12b與其外側(cè)的圓環(huán)狀絕緣層12cd之間的間隔。另外，間隔S6是指圓環(huán)狀的絕緣層12cd與最外側(cè)的圓環(huán)狀絕緣層12eh之間的間隔。
這樣，當(dāng)間隔S6大于S4、S5時，由于無絕緣層12的寬度S6其區(qū)域的圓環(huán)變大，所以可增加板狀體2的露出部，使得放冷效果增強(qiáng)，故為較方式。而且，優(yōu)選構(gòu)成露出部的絕緣層12、14的熱傳導(dǎo)大，且熱傳導(dǎo)板狀體2的熱傳導(dǎo)率也大，使得冷卻效率提高，從而加熱器部7的冷卻速度增大。
另外，當(dāng)板狀體2由碳化硅燒結(jié)體或氮化鋁燒結(jié)體構(gòu)成時，能夠以800～1200℃的溫度對板狀體2進(jìn)行加熱處理，在板狀體2的表面上形成絕緣性的氧化膜，可將該氧化膜作為絕緣層14而使用。
以下，進(jìn)一步詳細(xì)說明實施方式2的晶片加熱裝置1中的電阻發(fā)熱體區(qū)域及電阻發(fā)熱體。
在實施方式2的晶片加熱裝置1中，若位于中心部的電阻發(fā)熱體區(qū)域4a的外徑D1，是外周部的電阻發(fā)熱體區(qū)域4eh的外徑D的20～40％；其外側(cè)的電阻發(fā)熱體區(qū)域4b的外徑D2是外周部的電阻發(fā)熱體區(qū)域的外徑D的40～55％；電阻發(fā)熱體區(qū)域4b外側(cè)的電阻發(fā)熱體區(qū)域4cd的外徑D3，是最外周的電阻發(fā)熱體區(qū)域eh的外徑D的55～85％，則可縮小晶片W的面內(nèi)溫度差，故為優(yōu)選方式。
另外，外周部的電阻發(fā)熱體區(qū)域4eh的外徑D，是電阻發(fā)熱體區(qū)域4eh中與位于最外側(cè)的電阻發(fā)熱體5eh外接的圓的直徑。而且同樣地，電阻發(fā)熱體區(qū)域4b的外徑D2，是電阻發(fā)熱體區(qū)域4b中與位于最外側(cè)的電阻發(fā)熱體5b外接的圓的直徑。并且，外徑D3是與電阻發(fā)熱體5cd外接的圓的直徑。另外，外接圓除與供電部連接的電阻發(fā)熱體的突出部分外，沿同心圓狀的圓弧而求得。
所述范圍的外徑之所以為優(yōu)選方式，其理由如下。
在外徑D1不足D的20％的情況下，如果中心部的電阻發(fā)熱體區(qū)域4a的外徑過小，則即使增大電阻發(fā)熱體區(qū)域4a的發(fā)熱量，電阻發(fā)熱體區(qū)域4a的中心部溫度仍不會上升，而有可能導(dǎo)致中心部溫度降低。另外，外徑D1若超過40％，則由于中心部的電阻發(fā)熱體區(qū)域4a的外徑過大，所以當(dāng)升高中心部的溫度時，電阻發(fā)熱體區(qū)域4a的周邊部的溫度也上升，有可能使電阻發(fā)熱體區(qū)域4a的周邊部溫度變得過高。另外，優(yōu)選外徑D1為D的20～30％，更理想是，外徑D1為D的23～27％，這樣，可更進(jìn)一步縮小晶片W的面內(nèi)溫度差。
另外，在外徑D2不足外徑D的40％時，由于晶片加熱裝置1的周邊部易于被冷卻，所以在為了防止晶片W周邊溫度降低而增大了電阻發(fā)熱體區(qū)域4cd的發(fā)熱量時，接近晶片W中心的電阻發(fā)熱體區(qū)域4cd的內(nèi)側(cè)的溫度將變高，有可能導(dǎo)致晶片W的面內(nèi)溫度差變大。而且，若外徑D2超過外徑D的55％，則即使為了防止晶片W周邊的溫度降低而增大電阻發(fā)熱體區(qū)域4cd的發(fā)熱量，電阻發(fā)熱體區(qū)域4cd的溫度也會上升，但晶片W周邊的溫度降低的影響會到達(dá)電阻發(fā)熱體區(qū)域4b，有可能導(dǎo)致電阻發(fā)熱體區(qū)域4b外側(cè)的溫度降低。優(yōu)選外徑D2為外徑D的41％～53％，更優(yōu)選為43～49％，這樣可更進(jìn)一步縮小晶片W的面內(nèi)溫度差。
此外，在外徑D3不足外徑D的55％時，由于晶片加熱裝置1的周邊部易于被冷卻，所以在為了防止晶片W周邊的溫度降低而增大了電阻發(fā)熱體區(qū)域4eh的發(fā)熱量時，接近晶片W中心的電阻發(fā)熱體區(qū)域4eh的內(nèi)側(cè)的溫度將變高，有可能導(dǎo)致晶片W的面內(nèi)溫度差變大。而且，外徑D3若超過外徑D的85％，則即使為了防止晶片W周邊的溫度降低而增大電阻發(fā)熱體區(qū)域4eh的發(fā)熱量時，電阻發(fā)熱體區(qū)域4eh的溫度也會上升，但晶片W周邊的溫度降低情形卻會影響到電阻發(fā)熱體區(qū)域4cd，有可能使得電阻發(fā)熱體區(qū)域4cd外側(cè)的溫度降低。優(yōu)選外徑D3為外徑D的65％～85％，更優(yōu)選為67～70％，這樣可更進(jìn)一步縮小晶片W的面內(nèi)溫度差。
以上，詳細(xì)說明了電阻發(fā)熱體區(qū)域4的外形大小，但本發(fā)明的電阻發(fā)熱體區(qū)域4的重要特征在于，將各圓環(huán)間不存在電阻發(fā)熱體5的空白區(qū)域設(shè)置成圓環(huán)狀。通過這樣取得空白區(qū)域，可使支承銷15、貫通孔26及供電部6形成于空白區(qū)域，易于防止因這些支承銷15、貫通孔26及供電部6而產(chǎn)生的溫度偏差，使得晶片面內(nèi)溫度差變大的可能性縮小，故為優(yōu)選方式。
而且，由于中心的電阻發(fā)熱體區(qū)域4a的未形成有中心側(cè)的電阻發(fā)熱體的部分的直徑D11，可為直徑D的5～10％，故可于直徑D11的范圍內(nèi)設(shè)置例如支承銷15，由此，可防止因支承銷15而引起的晶片面內(nèi)溫度降低等情形。
另外，依據(jù)下述理由，電阻發(fā)熱體區(qū)域4b的內(nèi)徑D22優(yōu)選為所述外徑D的34～45％。即，由這樣設(shè)定，可在圓環(huán)4a與4b之間設(shè)置直徑的1～22％左右的圓環(huán)狀電阻空白區(qū)域，所以，即使在該區(qū)域配設(shè)起模頂桿25等，也可將晶片面內(nèi)的溫度降低等預(yù)防至最小限度。更佳方式是內(nèi)徑D22為直徑D的36～41％。通過這樣進(jìn)行構(gòu)造，可在第1電阻發(fā)熱體與第2電阻發(fā)熱體之間，設(shè)置貫通了所述板狀體的貫通孔。
而且，電阻發(fā)熱體區(qū)域4cd的內(nèi)徑D33優(yōu)選設(shè)定為直徑D的50～65％，由此，可在電阻發(fā)熱體區(qū)域4b與電阻發(fā)熱體區(qū)域4cd之間，將電阻發(fā)熱體的空白區(qū)域設(shè)置為環(huán)狀。這樣，由于可在無該電阻發(fā)熱體的環(huán)狀區(qū)域內(nèi)，設(shè)置用以向各電阻發(fā)熱體供電的供電部6，所以，可防止因供電部6的配置而使晶片W表面產(chǎn)生冷點(Cool spot)等。更佳方式是內(nèi)徑D33為直徑D的58～63％。
并且，電阻發(fā)熱體區(qū)域4eh的內(nèi)徑D0，可為直徑D的85～93％。由此，可在電阻發(fā)熱體區(qū)域4eh與電阻發(fā)熱體區(qū)域4cd之間，將電阻發(fā)熱體的空白區(qū)域設(shè)置為圓環(huán)狀。通過在該圓環(huán)狀的空白區(qū)域內(nèi)，設(shè)置用以支承晶片W等被加熱物的支承銷15及供電部6，可易于對晶片W進(jìn)行加熱而不增大晶片面內(nèi)的溫度偏差。更佳方式是內(nèi)徑D0為直徑D的90～92％。
另外，在板狀體2的另一主面中，優(yōu)選位于最外側(cè)的電阻發(fā)熱體5的外接圓C的直徑D，為所述板狀陶瓷體2的直徑DP的90～97％。
電阻發(fā)熱體5的外接圓C的直徑D若小于板狀陶瓷體2的直徑DP的90％，則使晶片急速升溫或降溫的時間將變長，導(dǎo)致晶片W的溫度反應(yīng)特性劣化。而且，為了使晶片W的周邊部溫度不降低地均勻加熱晶片W的表面溫度，優(yōu)選直徑D僅大于晶片W的直徑的1.02倍左右，所以，相對于晶片W的大小，板狀陶瓷體2的直徑DP變大。因此，可均勻加熱的晶片W的大小小于板狀陶瓷體2的直徑DP，對于加熱晶片W的投入電力而言，加熱晶片W的加熱效率變差。進(jìn)而，由于板狀陶瓷體2變大，所以晶片制造裝置的設(shè)置面積增大，對于需要以最小的設(shè)置面積進(jìn)行最大生產(chǎn)的半導(dǎo)體制造裝置的設(shè)置面積而言，降低了運轉(zhuǎn)率，故不優(yōu)選。
電阻發(fā)熱體5的外接圓C的直徑D若大于板狀陶瓷體2的直徑DP的97％，則接觸構(gòu)件18與電阻發(fā)熱體5的外周之間的間隔變小。這樣，當(dāng)接觸構(gòu)件18與電阻發(fā)熱體5的間隔縮小時，熱量會從電阻發(fā)熱體5不均勻地向接觸構(gòu)件18流動。特別是熱量也會從外周部的外接圓C附近不存在圓弧形圖案51的部分(例如圖6中以符號P表示的部分)流向接觸構(gòu)件18，有可能導(dǎo)致該部分P的溫度降低，使得晶片W的面內(nèi)溫度差增大。在本發(fā)明中，更佳方式是電阻發(fā)熱體5的外接圓C的直徑D為板狀陶瓷體2的直徑DP的92～95％。
并且，在本發(fā)明的晶片加熱裝置1中，例如與圖6的電阻發(fā)熱體5的外接圓C相接的最外側(cè)圓弧形圖案51之間的間隔L1(空白區(qū)域P的間隔L1)，優(yōu)選小于所述板狀陶瓷體的直徑DP與所述外接圓C的直徑D之差(以下略稱為LL)。當(dāng)間隔L1大于LL時，空白區(qū)域P的熱量會流向板狀陶瓷體的周邊部，有可能使得空白區(qū)域P的溫度下降。但是，當(dāng)間隔L1小于LL時，空白區(qū)域P的溫度難以降低，載置于板狀陶瓷體2的載置面3上的晶片W周邊部的一部分的溫度不會下降，使得晶片W面內(nèi)的溫度差縮小，故為優(yōu)選方式。
為了不降低所述空白區(qū)域P的溫度，需提高空白區(qū)域的溫度，若通過使加熱空白區(qū)域的連結(jié)圖案52的電阻相同或僅稍大些而增大發(fā)熱量，則可減少空白區(qū)域P的溫度降低，能夠使晶片W的面內(nèi)溫度均勻化。在是利用印刷法等制作的電阻發(fā)熱體5的情況下，通過使連結(jié)圖案，即小圓弧形的帶52的線寬度Ws比圓弧形圖案51的線寬度Wp縮小1～5％，可以增大連接圖案52的電阻，通過使作為連結(jié)圖案的小圓弧形帶52的溫度高于圓弧形圖案51的溫度，可使晶片W的面內(nèi)溫度均勻化。
另外，在將板厚為1～7mm的板狀陶瓷體2的一主面?zhèn)茸鳛檩d置晶片的載置面3，且在另一面，即板狀陶瓷體的下面形成有電阻發(fā)熱體5的晶片加熱裝置1中，所述電阻發(fā)熱體5的厚度為5～50μm，并且在板狀陶瓷體2的另一面中，相對于外接圓C內(nèi)部的面積，在外接圓C內(nèi)電阻發(fā)熱體5所占的面積比率優(yōu)選為5～30％。
即，相對于包圍電阻發(fā)熱體5的外接圓C的面積，若在外接圓C內(nèi)所占的電阻發(fā)熱體5的面積比率不滿5％，則由于鄰接的電阻發(fā)熱體5之間的間隔L1、L2…變得過大，所以，與無電阻發(fā)熱體5的間隔L1對應(yīng)的載置面3的表面溫度比其他部分小，因而不易使載置面3的溫度均勻。
相反，相對于包圍電阻發(fā)熱體5的外接圓C的面積，若在外接圓C內(nèi)所占的電阻發(fā)熱體5的面積比率超過30％，則由于即使通過使板狀體2和電阻發(fā)熱體5之間的熱膨脹差近似于2.0×10-6/℃以下，作用于二者之間的熱應(yīng)力仍過大，所以，雖然板狀體2由不易變形的陶瓷燒結(jié)體所構(gòu)成，但由于其板厚t薄至1mm～7mm，所以在使電阻發(fā)熱體5發(fā)熱時，板狀體2有可能會產(chǎn)生翹曲而使得載置面3凹下。結(jié)果，晶片W的中心部的溫度將小于周緣，有可能使溫度偏差的情況增大。
另外，更優(yōu)選相對于包圍電阻發(fā)熱體5的外接圓C的面積，在外接圓C內(nèi)所占的電阻發(fā)熱體5的面積比率為7％～20％，進(jìn)而更理想為8％～15％。
而且，在不同的電阻發(fā)熱體5之間或同一個電阻發(fā)熱體內(nèi)，雖具有與連結(jié)圖案52對置的區(qū)域，但該區(qū)域中的連結(jié)圖案52之間的間隔L1優(yōu)選為0.5mm以上，是所述板狀陶瓷體2的板厚的3倍以下。若該間隔L1小于0.5mm，則在印刷形成電阻發(fā)熱體5時，在電阻發(fā)熱體5的對置區(qū)域中會產(chǎn)生須狀突起，該部分有短路的危險。另外，若所述對置區(qū)域的間隔L1超過板狀體2厚度的3倍，則位于對置區(qū)域L1附近的晶片W表面會產(chǎn)生冷卻區(qū)(cool zone)，晶片W的面內(nèi)溫度差有可能變大。進(jìn)而，為了防止對置區(qū)域中的電阻體之間的短路，并更有效地防止冷卻區(qū)的產(chǎn)生，優(yōu)選電阻發(fā)熱體5的膜厚為5～50μm。
另外，若電阻發(fā)熱體5的膜厚低于5μm，則具有不易通過絲網(wǎng)印刷法使電阻發(fā)熱體5被印刷成均勻膜厚的傾向。此外，若電阻發(fā)熱體5的厚度超過50μm，則即使相對于外接圓C，電阻發(fā)熱體5所占的面積比率為30％以下，電阻發(fā)熱體5的厚度仍大，且電阻發(fā)熱體5的剛性變大，在因板狀體2的溫度變化而使得電阻發(fā)熱體5產(chǎn)生伸縮動作的影響下，板狀體2將有可能變形。而且，不易通過絲網(wǎng)印刷而印刷成均勻的厚度，具有晶片W的表面溫度差變大的傾向。另外，更佳方式是電阻發(fā)熱體5的厚度為10～30μm。
而且，加熱器部7的溫度優(yōu)選由與可獨立加熱的電阻發(fā)熱體5對應(yīng)，且其前端埋入于板狀體2的多個溫度傳感器10而加以測量。作為溫度傳感器10，從其反應(yīng)性及保持作業(yè)性的觀點而言，優(yōu)選使用外徑為0.8mm以下的極細(xì)金屬管型熱電偶，但也可以使用外徑為0.5mm以下的金屬絲線熱電偶或RTD等測溫電阻體。該溫度傳感器10的前端部，由在有板狀體2形成的孔中設(shè)置的固定構(gòu)件按壓固定于孔的內(nèi)壁面，這樣可提高測溫的可靠性，故為優(yōu)選方式。
另外，板狀體2的熱傳導(dǎo)率優(yōu)選大于絕緣層14。當(dāng)板狀體2的熱傳導(dǎo)率大時，即使板狀體2碰觸到冷卻氣體而被冷卻，從板狀體2內(nèi)部也會傳送出熱量，使得加熱器部7的冷卻速度增大，故為優(yōu)選方式。具體而言，絕緣層12及絕緣層14優(yōu)選由玻璃或絕緣性樹脂構(gòu)成，且其熱傳導(dǎo)率為1～10W/(m·K)。另外，更優(yōu)選板狀體2是由碳化物或氮化物構(gòu)成，且熱傳導(dǎo)率為50～280W/(m·K)的陶瓷體。
即，在制造上并不易于使電阻發(fā)熱體5和板狀體2之間的熱膨脹系數(shù)差為0.1×10-6/℃以下，相反，若電阻發(fā)熱體5和板狀體2之間的熱膨脹系數(shù)差超過3.0×10-6/℃，則當(dāng)使電阻發(fā)熱體5發(fā)熱時，因作用于電阻發(fā)熱體5和板狀體2之間的熱應(yīng)力，載置面3側(cè)有可能翹曲成凹狀。
而且，作為形成該絕緣層12的玻璃的特性，可以是結(jié)晶質(zhì)或非晶質(zhì)，耐熱溫度為200℃以上且0℃～200℃的溫度區(qū)域中的熱膨脹系數(shù)差，相對于構(gòu)成板狀陶瓷體2的陶瓷的熱膨脹系數(shù)，優(yōu)選為±1×10-6/℃以內(nèi)，更優(yōu)選為-5×10-7/℃～+5×10-7/℃的范圍。即，若使用熱膨脹系數(shù)脫離所述范圍的玻璃，則由于與形成板狀體2的陶瓷之間的熱膨脹差容易變得過大，所以，在玻璃煅燒后的冷卻時，容易產(chǎn)生裂紋或剝離等缺陷。
另外，構(gòu)成絕緣層12的玻璃層以SiO2為主要成分，在以氧化物換算時，由含有10重量％以上的B、Mg、Ca、Pb、Bi中至少一種以上的非晶狀玻璃構(gòu)成，優(yōu)選使用實質(zhì)上不含有As、Sb的氧化物(通過氧化物換算為0.05重量％以下)的玻璃。
通過使用上述構(gòu)成的玻璃，可降低玻璃在高溫下的黏性。將B、Mg、Ca、Pb、Bi分散于SiO2玻璃中，以降低外觀上玻璃的黏性。特別是PbO、B2O3、Bi2O3并不結(jié)晶化而殘留于玻璃中，具有降低玻璃黏性、熔點的效果，可有效抑制玻璃中產(chǎn)生氣泡。
通過降低玻璃的黏性，會使在絕緣層12中產(chǎn)生的氣泡浮到絕緣層12的表面，通過利用開放孔(Open pore)可減少絕緣層12中的氣泡。這樣，可在絕緣層12的厚度方向，形成無氣泡的區(qū)域連續(xù)10μm以上的玻璃層。另外，若使用非晶質(zhì)的玻璃，則與后述的結(jié)晶化玻璃相比，會形成氣泡少的絕緣層12，因此優(yōu)選。由此，不用添加具有除泡效果的劇毒物，即As與Sb的氧化物，就可減少絕緣層12中的氣泡。
另一方面，若B、Mg、Ca、Pb、Bi的添加量通過氧化物換算不滿10重量％，則無法充分降低玻璃在高溫下的黏性，難以減少氣泡。而且，當(dāng)使用結(jié)晶化玻璃時，玻璃在生成結(jié)晶核的過程中會產(chǎn)生膨脹、收縮。在該膨脹、收縮的過程中，結(jié)晶核的周圍會存在多數(shù)微小的氣泡，由于存在于該結(jié)晶核周圍的微小氣泡，導(dǎo)致絕緣、耐電壓特性將降低。因此，使用結(jié)晶化玻璃與使用非晶質(zhì)玻璃的情況相比，難以防止構(gòu)成絕緣層12的玻璃層的缺陷，故不優(yōu)選。
此外，絕緣層12的玻璃，其堿含量優(yōu)選為2重量％以下。對于堿成分而言，雖然通過將其添加于玻璃中可有效降低玻璃的黏性，但由于玻璃成分中的遷移成分而存在耐久性問題，所以，若絕緣層12的玻璃中的堿含量為2重量％以下，則在將直流電源施加于電阻發(fā)熱體5而進(jìn)行加熱時的耐久性試驗中，會提高耐久性。即，當(dāng)絕緣層12的玻璃中的堿含量為2重量％以下時，在250℃的連續(xù)耐久試驗中的壽命可延伸到1000小時，進(jìn)而，當(dāng)堿含量為1重量％以下時，可延伸到5000小時。這里，統(tǒng)稱為堿是指如Li2O、Na2O、K2O那樣的堿金屬氧化物。
而且，絕緣層12的玻璃優(yōu)選由下述工序形成，即，涂布糊，并且使得脫離粘合劑工序中的殘余碳量為玻璃重量的1重量％以下，其中，所述糊是配合了平均粒徑D50為15μm以下且平均粒徑D50偏離了20％以上的多種玻璃。
這樣，通過配合粒徑不同的多種玻璃原料，在粉末狀態(tài)下的充填可變得緊密，由此可減少絕緣層中的氣泡。另外，通過按照使脫離粘合劑工序中的殘余碳量為玻璃重量的1重量％以下的方式，進(jìn)行脫離粘合劑工序，粘合劑成分的C和玻璃的O之間的反應(yīng)減少，且提高了脫離粘合劑工序后的玻璃粉末的充填率，由此更加易于形成在厚度方向上無氣泡的區(qū)域連續(xù)10μm以上的玻璃層。
另一方面，當(dāng)在形成絕緣層12的制造工序中，配合了平均粒徑D50大于15μm，或偏離平均粒徑D50不足20％的玻璃時，填充的玻璃不會處于十分密實的狀態(tài)，難以完全埋住存在于玻璃粒子間的空間。而且，在脫離粘合劑工序中的殘余碳量比玻璃重量的1重量％多時，同樣也不易抑制氣泡產(chǎn)生。
另外，玻璃的煅燒溫度優(yōu)選為高于作業(yè)點溫度(玻璃的黏度為104泊(P)以下)的溫度。
實施方式3以下，說明本發(fā)明實施方式3的晶片加熱裝置。
圖13為一剖面圖，用以表示實施方式3的晶片加熱裝置1的構(gòu)造，將板狀體2的一主面作為載置晶片的載置面3，并且在另一主面上具有一或二個電路以上的帶狀電阻發(fā)熱體5，根據(jù)需要可在該電阻發(fā)熱體5上形成絕緣層60。而且，在電阻發(fā)熱體5上具有各自獨立供給電力的供電部6，并具有包圍供電部6的殼體19。
另外，未圖示的起模頂桿設(shè)置成可自由升降，可將晶片W載置于載置面3上，或?qū)⒃摼琖由載置面3升起。
而且，在殼體19的底面21具有噴射冷卻氣體的冷卻噴嘴24。
從冷卻噴嘴24噴射出的冷卻氣體被注入到板狀體2的下面，奪取板狀體2下面的熱量，被加熱的冷卻氣體邊將熱量傳達(dá)至環(huán)繞的殼體19，邊從設(shè)置于金屬殼體19的底面21的孔向外部排出，由此，可急速冷卻板狀體2。
在利用該晶片加熱裝置1加熱晶片W時，以未圖示的傳送臂將晶片W運送至載置面3的上方，并以未圖示的起模頂桿支承晶片W之后，降下起模頂桿而將晶片W載置于載置面3上。
接著，通過對供電部6通電使電阻發(fā)熱體5發(fā)熱，可以經(jīng)由板狀體2而加熱載置面3上的晶片W。
這里，特別是實施方式3的晶片加熱裝置1，其特征在于電阻發(fā)熱體5的表面為凹凸面55。
圖14A是表示凹凸面55的立體圖，圖14B是剖面圖。
在實施方式3的晶片加熱裝置中，通過使電阻發(fā)熱體5的表面成為凹凸面55，可防止電阻發(fā)熱體55的破損。即，如果對電阻發(fā)熱體5通電使其發(fā)熱，則溫度會急速上升。由于該急速的溫度變化，基于電阻發(fā)熱體5與板狀陶瓷體2之間的溫度差及熱膨脹系數(shù)差，會在電阻發(fā)熱體5和板狀陶瓷體2之間產(chǎn)生熱應(yīng)力，并在電阻發(fā)熱體5產(chǎn)生大的壓縮應(yīng)力，使得電阻發(fā)熱體5有可能破損，但通過使電阻發(fā)熱體5的表面成為凹凸面，可緩和該應(yīng)力。
即，雖然因發(fā)熱合冷卻而在表面上產(chǎn)生大的壓縮應(yīng)力，但若電阻發(fā)熱體5的表面為凹凸面，則可以通過具有凹凸的表面55的寬廣范圍來承受該應(yīng)力，從而可使表面的應(yīng)力分散至寬廣的表面。由此，可防止因應(yīng)力而使得電阻發(fā)熱體5剝離或產(chǎn)生裂紋。特別是，若反復(fù)加熱冷卻電阻發(fā)熱體5，則應(yīng)力會反復(fù)施加于電阻發(fā)熱體5，但通過表面的凹凸面55可緩和應(yīng)力，從而能夠提高電阻發(fā)熱體5的反復(fù)壽命。
另外，雖然以電阻發(fā)熱體5的表面為凹凸面55為例而加以說明，但在電阻發(fā)熱體5的表面形成有絕緣層60的晶片加熱裝置中也具相同效果。
圖15為一立體圖，用以表示本實施方式3的變形例所涉及的晶片加熱裝置的例子，在圖14A、B所示的晶片加熱裝置中，還形成了絕緣膜60，并使該絕緣膜60的表面成為凹凸面61。這樣，通過使絕緣層60的表面為凹凸面61，即使反復(fù)進(jìn)行加熱冷卻，仍可防止電阻發(fā)熱體5剝離或產(chǎn)生裂紋。另外，絕緣層60下方的電阻發(fā)熱體5的表面，可以如圖15所示為凹凸面，也可為平坦面。
即，雖然起因于熱膨脹差而基于溫度差產(chǎn)生的應(yīng)力易顯現(xiàn)于外表面，即絕緣層60的表面，但若表面為凹凸面61，則根據(jù)和針對電阻發(fā)熱體加以說明的相同理由，可分散應(yīng)力，從而能夠防止絕緣層60及電阻發(fā)熱體5產(chǎn)生剝離或裂紋。
另外，如圖14及圖15所示，如果板狀體2的電阻發(fā)熱體5及/或上述絕緣層60的表面凹凸面55、61為大致格子狀，則應(yīng)力緩和效果大，故為優(yōu)選方式。當(dāng)是格子狀時，應(yīng)力容易分散于前后左右，此為發(fā)現(xiàn)應(yīng)力緩和效果的原因。
而且，優(yōu)選上述格子狀的槽按每1mm寬度設(shè)置0.2～80條，更優(yōu)選設(shè)置0.4～40條。若該槽按每1mm寬度低于0.2條，則應(yīng)力緩和的效果減少，當(dāng)反復(fù)加熱冷卻電阻發(fā)熱體5時，防止電阻發(fā)熱體5剝離或產(chǎn)生裂紋的效果變小。
此外，當(dāng)上述槽按每1mm超過80條時，槽將過小，有可能從凹部57、63在電阻發(fā)熱體5上產(chǎn)生裂紋。因此，通過使凹凸面55的槽按每1mm為0.4～80條，不僅可吸收板狀體2和電阻發(fā)熱體5的熱膨脹差，而且能夠抑制電阻發(fā)熱體5的劣化損傷，從而可提供可靠性高的晶片加熱裝置1。
另外，乍看之下，或許會認(rèn)為為了抑制電阻發(fā)熱體5的劣化損傷，只要增厚絕緣層60的厚度即可，然而，雖說絕緣層60作為保護(hù)層，但由于其與電阻發(fā)熱體5是不同的材料，所以，仍會由于彼此的熱膨脹差而消弱應(yīng)力緩和效果。即，過厚的絕緣層60反倒產(chǎn)生相反效果，且在煅燒絕緣層60的階段，會對絕緣層60作用較大的應(yīng)力，從而有可能降低可靠性。因此，在本發(fā)明中，作為絕緣層60整體的厚度不致過厚，并防止電阻發(fā)熱體5劣化損傷的方法，使板狀體2的電阻發(fā)熱體5及/或絕緣層60為凹凸面，更優(yōu)選是大致格子狀的凹凸面。
即，通過使覆蓋電阻發(fā)熱體5的絕緣層60為大致格子狀，絕緣層60的大致格子中的突起部分將強(qiáng)力地壓住電阻發(fā)熱體5，因此電阻發(fā)熱體5不會產(chǎn)生剝離。
另外，不是由于絕緣層60整體厚，而是由于大致格子中的凹部63處可緩和熱膨脹差所產(chǎn)生的應(yīng)力，所以，也不會產(chǎn)生裂紋等不良情況。此道理對板狀體2及電阻發(fā)熱體5是同樣的，所以電阻發(fā)熱體5本身也優(yōu)選成為大致格子狀的形狀。
而且，所述凹凸面55、61中，凹部的厚度(tv)和凸部的厚度(tp)之比(tp/tv)×100優(yōu)選為105～200％，且所述電阻發(fā)熱體5或所述絕緣層60的平均厚度優(yōu)選為3～60μm。這樣，不僅可吸收板狀體2和電阻發(fā)熱體5的熱膨脹差，而且能夠抑制電阻發(fā)熱體5的劣化損傷，從而可提供可靠性高的晶片加熱裝置1。
比(tv/tp)×100的值若不滿105％，則熱交換變差，可能到產(chǎn)生裂紋為止的升降溫試驗次數(shù)低于4200次，故不優(yōu)選。
另外，比值若超過200％，則凸部56和凹部57的差將過大，導(dǎo)致溫度差變大，從而產(chǎn)生裂紋的升降溫試驗次數(shù)有可能降低。
此外，絕緣層60的平均厚度若不滿3μm，則以印刷法形成電阻發(fā)熱體5時，厚度偏差可能增大至30％以上，可能使得晶片W的表面溫度差變大。
而且，絕緣層60的平均厚度若超過60μm，則由于其與板狀體2之間的熱膨脹系數(shù)的差異，有絕緣層60易產(chǎn)生微小裂紋的問題。
另外，凹部的厚度(tv)，可以由各凹部57、63的中心的五個位置的平均值加以表示。而且，凸部的厚度(tp)可由平均各凸部56、62的最大厚度五個點而求得。并且，平均厚度可以作為所述凹部57、63的厚度與凸部56、62的厚度的平均值而求得。
另外，所述電阻發(fā)電體5可以是從Pt、Au、Ag中選出的至少2種以上的金屬和玻璃的復(fù)合材料。其理由在于，由于為貴金屬，因此本質(zhì)上耐氧化性就高，且與可強(qiáng)力保持這些貴金屬的玻璃之間的匹配性良好。
另外，優(yōu)選由Pt、Au及玻璃或者Pt、Ag及玻璃構(gòu)成電阻發(fā)熱體5，對于其中的玻璃而言，優(yōu)選是由與所述絕緣層60為相同成分構(gòu)成的玻璃。由此，電阻發(fā)熱體5與絕緣層60之間的熔著性提高，不易產(chǎn)生相互剝離或裂紋。
并且，構(gòu)成電阻發(fā)熱體5的復(fù)合材料的比率，在使用了Pt和Au時，為Pt∶Au∶玻璃＝20～40∶10～30∶40～60質(zhì)量％，尤其優(yōu)選為Pt∶Au∶玻璃＝30∶20∶50質(zhì)量％。
另一方面，在使用了Pt和Ag時，優(yōu)選為Pt∶Ag∶玻璃＝20～40∶10～30∶40～60質(zhì)量％，特別優(yōu)選為Pt∶Ag∶玻璃＝30∶20∶50質(zhì)量％。
另外，這里所稱的玻璃特別是以ZnO為主成分的ZnO-B2O3-SiO2-MnO2類的結(jié)晶化玻璃為佳。進(jìn)而，優(yōu)選是ZnO為50～70質(zhì)量％、B2O3為20～30質(zhì)量％、SiO2為5～20質(zhì)量％、MnO2為1～3質(zhì)量％的玻璃。
而且，所述絕緣層60以玻璃為主成分為佳，特別是以ZnO為主成分的ZnO-B2O3-SiO2類的結(jié)晶化玻璃為佳。更進(jìn)一步，優(yōu)選是ZnO為50～70質(zhì)量％、B2O3為20～30質(zhì)量％、SiO2為5～20質(zhì)量％、MnO2為1～3質(zhì)量％的玻璃。該玻璃的結(jié)晶化溫度為740℃左右，熱膨脹系數(shù)為4ppm/℃左右。因此，與構(gòu)成板狀體2的碳化硅或氮化鋁之間的熱膨脹差小，對于300℃以下使用的晶片加熱裝置1，可獲得充分的耐熱性。而且，電阻發(fā)熱體5和板狀體2的熱膨脹差為3.0×10-6/℃以下，因為通過構(gòu)造成大致格子狀構(gòu)造的絕緣層60更易于吸收彼此的熱膨脹差，故尤為優(yōu)選方式。
然而，以其他的PbO為主成分的PbO-SiO2、PbO-B2O3-SiO2類、PbO-ZnO-B2O3類的玻璃，不但含有有毒的Pb，且結(jié)晶化溫度低至500℃以下，故不優(yōu)選。
這樣，可獲得下述的晶片加熱裝置1，即，將板狀體2的一主面作為載置晶片的載置面，并于另一主面上形成一個或二個電路以上的電阻發(fā)熱體5，且設(shè)置了具有對應(yīng)該電阻發(fā)熱體5的一部分或全部形狀的絕緣層60。
而且，在上述晶片加熱裝置1中，可使電阻發(fā)熱體5發(fā)熱來加熱晶片，冷卻時通過停止對電阻發(fā)熱體5的通電而使其冷卻，但冷卻時，優(yōu)選從冷卻噴嘴24噴射出空氣作為冷卻氣體，來冷卻電阻發(fā)熱體5及板狀陶瓷體2。另外，將該冷卻氣體噴向前方的凹凸面55、61時，易于在凹凸面55、61與氣體之間進(jìn)行熱交換，從而可有效地冷卻板狀陶瓷體2。
另外，在電阻發(fā)熱體5及/或絕緣層60的表面上形成格子狀的凹凸面55、61時，可將電阻發(fā)熱體5及/或絕緣層60的原料作成糊狀，利用絲網(wǎng)印刷的方法。即，只要利用絲網(wǎng)印刷法所采用的制版形狀而加以形成，或由轉(zhuǎn)印法等來施以加工而形成即可。具體而言，使成為電阻發(fā)熱體5及/或絕緣層60的糊的黏度大于3000泊以上，并使用網(wǎng)眼狀的制版來進(jìn)行印刷，可直接印刷形成大致格子狀的電阻發(fā)熱體5及/或絕緣層60。
另外，也有如下的方法，即，被平滑印刷后的電阻發(fā)熱體5及/或絕緣層60在干燥～硬化前，將波紋狀(dimple)的模具(jig)按壓在其上，在印刷面上轉(zhuǎn)印形成大致格子狀的形狀。
通過在玻璃的結(jié)晶化溫度附近燒成該印刷面，可獲得大致格子狀的電阻發(fā)熱體5及/或絕緣層60。
作為構(gòu)成該絕緣層60的玻璃的特性，可以是結(jié)晶質(zhì)或非晶質(zhì)，耐熱溫度為200℃以上，且0℃～200℃的溫度區(qū)域中的熱膨脹系數(shù)，相對于構(gòu)成板狀體2的陶瓷的熱膨脹系數(shù)，優(yōu)選在-5×10-7/℃～+5×10-7/℃的范圍內(nèi)。即，若使用熱膨脹系數(shù)脫離所述范圍的玻璃，則其與形成板狀體2的陶瓷間的熱膨脹差將變得過大，因此在玻璃煅燒后的冷卻時，有容易產(chǎn)生裂紋或剝離等缺陷的傾向。
此外，作為將由玻璃構(gòu)成的絕緣層60被覆于板狀體2上的方法，可在將所述玻璃糊以絲網(wǎng)印刷法等加以涂布后，再以600℃以上的溫度進(jìn)行煅燒即可。
而且，在使用玻璃作為絕緣層60時，預(yù)先將由碳化硅燒結(jié)體或氮化鋁燒結(jié)體構(gòu)成的板狀體2加熱至850～1300℃左右，并對被覆絕緣層60的表面進(jìn)行氧化處理，由此，可提高板狀體2與由玻璃構(gòu)成的絕緣層60間的密合性。
另外，電阻發(fā)熱體5及/或絕緣層60并不需限定于只形成在電阻發(fā)熱體5的表面，即使擴(kuò)展于基底的板狀體2等也完全沒問題，而且，也不需覆蓋整個電阻發(fā)熱體5。即，也可使電阻發(fā)熱體5及/或絕緣層60，形成在會被噴到制冷劑的部分等、局部的應(yīng)力較大且易于產(chǎn)生裂紋的部分。
這樣的表面是大致格子狀的凹凸面55、61的電阻發(fā)熱體5及/或絕緣層60，由于并不是整體都很厚，且大致格子中的凹部57處可緩和因熱膨脹差所引起的應(yīng)力，故電阻發(fā)熱體5及絕緣層60不會產(chǎn)生裂紋等不良問題。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明實施方式3的晶片加熱裝置，不僅可吸收板狀體2與電阻發(fā)熱體5及/或絕緣層60的熱膨脹差，而且可抑制電阻發(fā)熱體5及/或絕緣層60的劣化損傷，從而可提供可靠性極高的晶片加熱裝置。
下面，說明本發(fā)明其他構(gòu)造。
(板狀體2)本發(fā)明中，優(yōu)選以楊氏模量大的陶瓷形成板狀體2，由此，即使加熱，變形也小，與由其他材料構(gòu)成的情況相比，板厚可做得較薄，因此可縮短直到加熱至規(guī)定的處理溫度為止的升溫時間，以及從規(guī)定的處理溫度冷卻至室溫附近為止的冷卻時間，從而可提高生產(chǎn)率。另外，薄的板厚度，也可迅速傳送電阻發(fā)熱體5的焦耳熱，可將載置面3的溫度偏差減少至極小程度。
特別是，在由碳化硅燒結(jié)體或氮化鋁燒結(jié)體形成板狀體2時，即使加熱變形也小，且可使板厚度較薄，所以，可縮短加熱至規(guī)定的處理溫度為止的升溫時間，以及從規(guī)定的處理溫度冷卻至室溫附近為止的冷卻時間，從而，由于不僅可提高生產(chǎn)率，并且，板狀體2具有10W/(m·K)以上的熱傳導(dǎo)率，所以，即使是較薄的板厚度，也可迅速地傳送電阻發(fā)熱體5的焦耳熱，能夠?qū)⑤d置面3的溫度偏差減至極小。熱傳導(dǎo)率若為10W/(m·K)以下，則加熱至規(guī)定的處理溫度為止的升溫時間，以及從規(guī)定的處理溫度冷卻至室溫附近為止的冷卻時間將逐漸延長。
板狀體2的厚度優(yōu)選為2～7mm。若板狀體2的厚度薄于2mm，則板狀體2的強(qiáng)度減弱，在由電阻發(fā)熱體5的發(fā)熱進(jìn)行加熱時、以及噴吹源自噴嘴24的冷卻流體時，因溫度變化所產(chǎn)生的熱應(yīng)力而使得板狀體2有可能產(chǎn)生裂紋。而且，當(dāng)板厚t不足2mm時，由于板厚度過薄，所以基于板狀體2本身難以修正溫度偏差，且電阻發(fā)熱體5中的焦耳熱偏差會直接作為載置面3的溫度偏差而顯現(xiàn)，使得載置面3不易均熱化。另外，板狀體2的厚度若超過7mm，則由于板狀體2的熱容量變大，因此加熱及冷卻時的溫度直至達(dá)到安定為止的時間會增長，故不優(yōu)選。即，板厚若超過7mm，則即使板狀體2是具有高熱傳導(dǎo)率的碳化硅或氮化鋁等的陶瓷體，因與金屬相比其熱傳導(dǎo)率小，故板狀體2的熱容量容易變得過大，使得加熱至規(guī)定的處理溫度為止的升溫時間、以及從處理溫度冷卻至室溫附近為止的冷卻時間增長。
并且，在將晶片加熱裝置用作形成抗蝕膜時，若板狀體2的成分為碳化硅，則由于其不會與大氣中的水分等反應(yīng)而產(chǎn)生氣體，故不會對抗蝕膜的組織造成不良影響，從而能夠高密度地形成細(xì)微的布線。此時，燒結(jié)助劑中不可含有可能會與水反應(yīng)而形成氨或胺的氮化物。
另外，形成板狀體2的碳化硅燒結(jié)體，可通過相對主成分的碳化硅，添加硼(B)及碳(C)作為燒結(jié)助劑，或是添加如氧化鋁(Al2O3)、氧化釔(Y2O3)那樣的金屬氧化物，并充分混合，將之加工成平板狀后，在1900～2100℃下燒成而制得。碳化硅可以是以α型為主體或是以β型為主體。
而且，在使用了由具有導(dǎo)電性的碳化硅燒結(jié)體構(gòu)成的板狀體2的情況下，當(dāng)具有半導(dǎo)電性的板狀體2和電阻發(fā)熱體5之間為絕緣狀態(tài)時，作為其絕緣層可使用玻璃或樹脂。當(dāng)使用玻璃時，其厚度若小于100μm，則耐電壓將小于1.5kV而無法保持絕緣性，相反，若厚度超過400μm，則與形成板狀體2的碳化硅燒結(jié)體或氮化鋁燒結(jié)體之間的熱膨脹差將變得過大，會產(chǎn)生 裂紋而無法作為絕緣層而發(fā)揮功能。因此，在使用玻璃作為絕緣層時，絕緣層的厚度優(yōu)選形成在100～400μm的范圍，更優(yōu)選為200～350μm的范圍。
并且，從提高與由玻璃或樹脂構(gòu)成的絕緣層之間的密合性的觀點出發(fā)，板狀體2的與載置面3相反側(cè)的主面，優(yōu)選其平面度為20μm以下，且事先以中心線平均粗糙度(Ra)而將面粗糙度研磨成0.1μm～0.5μm。
另外，在以氮化鋁為主成分的燒結(jié)體形成板狀體2時，作為燒結(jié)助劑，可對作為主成分的氮化鋁添加Y2O3或Yb2O3等稀土類元素的氧化物，以及根據(jù)需要而添加CaO等堿土類金屬氧化物并充分混合，再將之加工成平板狀后，置于氮氣體中以1900～2100℃進(jìn)行燒成，由此，可制得適用的氮化鋁燒結(jié)體。
而且，為了提高電阻發(fā)熱體5相對于板狀體2的密合性，也可形成由玻璃構(gòu)成的絕緣層。但在電阻發(fā)熱體5中添加了足夠的玻璃而獲得充分的密合強(qiáng)度時，可以省略。
(殼體19)
另外，有底的金屬制殼體19的深度優(yōu)選為10～50mm，且底面21優(yōu)選設(shè)置在距板狀體2為10～50mm的距離。更優(yōu)選為20～30mm。這樣設(shè)定的理由如下，即，由于通過板狀體2及有底的金屬制殼體19相互間的輻射熱，使得載置面3的均熱化變得容易，同時具有與外部隔熱的效果，故載置面3的溫度達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)并成為均勻溫度的時間可縮短。
進(jìn)而，對于向電阻發(fā)熱體5供電的方法而言，通過由彈性體8將設(shè)置于有底殼體19的供電端子11，按壓于形成在板狀體2表面的供電部6，以確保連接進(jìn)行供電。這是由于若在板狀體2內(nèi)埋設(shè)形成由金屬構(gòu)成的端子部，則會因該端子部的熱容量而使得均熱性變差。因此，如本發(fā)明這樣，通過由彈性體按壓供電端子11以確保電連接，能夠緩和板狀體2與該有底的殼體19之間的溫度差所引起的熱應(yīng)力，從而能夠以高可靠性維持電氣導(dǎo)通。進(jìn)而，為了防止接點成為點接觸，也可插入具有彈性的導(dǎo)體作為中間層。即使只是插入箔狀的薄片，該中間層也具效果。而且，供電端子11的供電部6側(cè)的直徑，優(yōu)選為1.5～5mm。
(電阻發(fā)熱體5)另外，電阻發(fā)熱體5其導(dǎo)體成分優(yōu)選使用耐熱性及耐氧化性良好的貴金屬(例如Pt族金屬或Au等)，或是以這些的合金為主成分的物質(zhì)。為了提高與板狀體2或絕緣層14之間的密合性以及電阻發(fā)熱體5本身的燒結(jié)性，優(yōu)選混合30～75重量％的玻璃成分，且電阻發(fā)熱體5的熱傳導(dǎo)率小于板狀體2的熱傳導(dǎo)率。
更具體而言，電阻發(fā)熱體5如下所述而形成，即，以印刷法將導(dǎo)電性的金屬粒子中含有玻璃粉及金屬氧化物的電極糊印刷于板狀體2，再將之煅燒。作為電極糊中所含有的金屬粒子，優(yōu)選使用電阻較小的Au、Ag、Cu、Pd、Pt、Rh中的至少一種金屬。另外，玻璃粉優(yōu)選使用由含有B、Si、Zn的氧化物構(gòu)成，且比板狀體2的熱膨脹系數(shù)小的4.5×10-6/℃以下的低膨脹玻璃。并且，金屬氧化物優(yōu)選使用從氧化硅、氧化硼、氧化鋁、氧化鈦中選出的至少一種。
由于構(gòu)成電阻發(fā)熱體5的金屬粒子的熱膨脹系數(shù)大于板狀體2的熱膨脹系數(shù)，所以，為了使電阻發(fā)熱體5的熱膨脹系數(shù)接近板狀體2的熱膨脹系數(shù)，優(yōu)選使用比板狀體2的熱膨脹系數(shù)小的4.5×10-6/℃以下的低膨脹玻璃，如果使用由含有B、Si、Zn的氧化物構(gòu)成的玻璃粉，則比較容易采用比板狀體2的熱膨脹系數(shù)小的4.5×10-6/℃以下的低膨脹玻璃。
另外，所述金屬氧化物之所以優(yōu)選使用從氧化硅、氧化硼、氧化鋁、氧化鈦中選出的至少一種，是因為這些物質(zhì)與電阻發(fā)熱體5中的金屬粒子密合性良好，且熱膨脹系數(shù)與板狀體2的熱膨脹系數(shù)相近，與板狀體2的密合性也優(yōu)異。
但是，若金屬氧化物的含量相對于電阻發(fā)熱體5超過50％，則雖可增加其與板狀體2的密合力，但有電阻發(fā)熱體5的電阻值變大的傾向。因此，金屬氧化物的含量優(yōu)選為60％以下。
而且，由導(dǎo)電性金屬粒子、玻璃粉及金屬氧化物構(gòu)成的電阻發(fā)熱體5，優(yōu)選使用與板狀體2之間的熱膨脹差為3.0×10-6/℃以下的電阻發(fā)熱體。
即，在制造上難以使電阻發(fā)熱體5與板狀體2之間的熱膨脹差為0.1×10-6/℃，相反，若電阻發(fā)熱體5和板狀體2之間的熱膨脹差超過3.0×10-6/℃，則在使電阻發(fā)熱體5發(fā)熱時，由于作用在其與板狀體2之間的熱應(yīng)力，載置面3側(cè)有可能翹曲成凹狀。
(噴嘴24及其配置)并且，為了使冷卻氣體以更高的速度碰觸板狀體2，噴嘴24的前端與板狀體2的間隔L是重要的，優(yōu)選為0.1～10mm。如果這樣配置，則噴射出的冷卻氣體其速度不會極端地下降，能夠以足夠的速度碰觸板狀體2。因此，可有效地奪取熱量。
板狀體2和噴嘴24間的距離L若小于0.1mm，則被噴射而碰觸于板狀體2的氣體的風(fēng)向倒轉(zhuǎn)將阻礙氣體的噴射，會降低冷卻效率。相反，若板狀體2和噴嘴24間的距離L大于10mm，則噴射氣體會擴(kuò)散，導(dǎo)致與板狀體2相碰時流速降低，而且，流量也減少，因此冷卻效率降低。
另外，當(dāng)使噴嘴前端的中心投影在板狀體2另一面上時，優(yōu)選從投影點至所述電阻發(fā)熱體的最短距離為3～10mm。
當(dāng)在投影面，即板狀體2的另一面中，從噴嘴前端的中心至電阻發(fā)熱體5的最短距離小于3mm時，從噴嘴噴射出的空氣等的一部分將碰觸到電阻發(fā)熱體5的表面。由于電阻發(fā)熱體5含有玻璃層，所以熱傳導(dǎo)率較小。在熱量從電阻發(fā)熱體5的表面?zhèn)鲗?dǎo)至板狀體2時，由于存在熱傳導(dǎo)小的電阻發(fā)熱體層、以及電阻發(fā)熱體5與板狀體2間的界面，故熱傳導(dǎo)時間變長。因此，即使對該部分進(jìn)行冷卻，冷卻效率也變差，導(dǎo)致冷卻時間增長。
另一方面，當(dāng)在投影面，即板狀體2的另一面中，從噴嘴24前端的中心至電阻發(fā)熱體5的最短距離大于10mm時，雖然板狀體2上無電阻發(fā)熱體5的面積增大，且冷卻速度變大，但與無電阻發(fā)熱體5的部分對應(yīng)的晶片W的表面溫度卻降低，使得晶片W面內(nèi)溫度偏差增大，成為不均勻的溫度分布。因此，在將電阻發(fā)熱體5配置于板狀體2時，為了使晶片W面內(nèi)的溫度分布均勻，優(yōu)選減少無電阻發(fā)熱體5的面積。
而且，為了通過一般的冷卻氣體壓縮機(jī)的氣體壓力，來確保冷卻所需的氣體流速，噴嘴24的口徑優(yōu)選為0.5～3.0mm。噴嘴頭24的口徑若超過3.0mm，則流速將變得過慢，導(dǎo)致冷卻效率顯著降低。相反，若小于0.5mm，則口徑過小，會導(dǎo)致壓力損失增多且冷卻氣體的流量減小，使得冷卻速率降低，故不優(yōu)選。此外，設(shè)定冷卻氣體為常溫，且冷卻氣體的總流量為120(升/分)。
并且，噴嘴24優(yōu)選相對于板狀體2以80～100°的角度加以設(shè)置，若設(shè)定為該范圍的角度，則噴射出的冷卻氣體可強(qiáng)力地碰觸板狀體2，從而可效率良好地進(jìn)行冷卻。若噴嘴24相對于板狀體2小于80°或超過100°，則噴射出的冷卻氣體會斜向碰觸板狀體2，與板狀體2平行地前進(jìn)，使得冷卻效率低落，故不優(yōu)選。
這里，噴嘴24相對板狀體2的角度指噴嘴24的軸方向，即制冷劑的噴出方向與板狀體2所形成的角度。
噴嘴24使用不銹鋼(Fe-Ni-Cr合金)、鎳(Ni)等耐氧化性金屬，或?qū)σ话愕匿?Fe)、鈦(Ti)鍍鎳和在鎳上重復(fù)鍍金，并實施了耐氧化處理的金屬材料?；蛘?，氧化鋯(ZrO2)等陶瓷也是合適的材料。這樣的噴嘴24，噴射口的內(nèi)徑不會因熱量所產(chǎn)生的氧化而發(fā)生變化，可穩(wěn)定流速，且不會產(chǎn)生對晶片熱處理有害的氣體及粒子，是可靠性高的晶片加熱裝置。
另外，即使是冷卻氣體中混有油分或水分等雜質(zhì)時，仍可防止直接對電阻發(fā)熱體5及絕緣層24、12造成損害，冷卻氣體可由過濾器等去除雜質(zhì)，故可更加提高可靠性。
(殼體的開口部16)另外，這里為了向外排出被供給的冷卻氣體，在實施方式1～3的晶片加熱裝置中，作為優(yōu)選的方式，在所述殼體19的底板13上形成有占其面積5～70％的開口部16。若該開口部16的面積小于5％，則在殼體19的容積中，從噴嘴24噴射出的氣體會與應(yīng)該被排出的氣體相混，導(dǎo)致冷卻效率降低。另外，若開口部16的面積超過70％，則無法確保用以保持供電端子11及噴嘴24的空間。而且，會導(dǎo)致殼體19的強(qiáng)度不夠，板狀體2的平坦度變大，使得均熱性，特別是升溫時等過渡的均熱性變差。
這樣，通過在底板13設(shè)置開口部16，冷卻時從噴嘴24噴射并奪取板狀體2表面的熱量后的冷卻氣體，不會滯留于殼體19的內(nèi)部，而從開口部16被依次排出到晶片加熱裝置1之外，通過從噴嘴24噴出的新的冷卻氣體來可有效地冷卻板狀體2的表面，因此可縮短冷卻時間。
(隔熱構(gòu)件18)另外，環(huán)狀隔熱構(gòu)件18的與載置面3垂直的剖面可為多邊形或圓形，當(dāng)板狀體2和隔熱構(gòu)件18以平面而接觸時，若板狀體2和隔熱構(gòu)件18相接的接觸部寬度為0.1～13mm，則可減少板狀體2的熱量經(jīng)隔熱構(gòu)件18而流向有底的金屬殼體19的量。更優(yōu)選為0.1～8mm。當(dāng)隔熱構(gòu)件18的接觸部寬度為0.1mm以下時，與板狀體2接觸并加以固定時，接觸部將變形，使得隔熱構(gòu)件18有可能破損。另外，當(dāng)隔熱構(gòu)件18的接觸部寬度超過13mm時，板狀體2的熱量會流向隔熱構(gòu)件，使得板狀體2周邊部的溫度降低，不易均勻地加熱晶片W。優(yōu)選隔熱構(gòu)件18和板狀體2的接觸部寬度為0.1～8mm，更優(yōu)選為0.1～2mm。
另外，隔熱構(gòu)件18的熱傳導(dǎo)率優(yōu)選小于板狀體2的熱傳導(dǎo)率。若隔熱構(gòu)件18的熱傳導(dǎo)率小于板狀體2的熱傳導(dǎo)率，則不僅可均勻地加熱載置于板狀體2上的晶片W面內(nèi)的溫度分布均勻，而且在升高或降低板狀體2的溫度時，其與隔熱構(gòu)件18之間的熱傳遞量小，與有底金屬殼體19之間的熱干涉少，易于迅速地變更溫度。
在隔熱構(gòu)件18的熱傳導(dǎo)率比板狀體2的熱傳導(dǎo)率的10％小的加熱器7中，板狀體的熱量不易流向有底金屬殼體19，且由于氣氛氣體(這里為空氣)而導(dǎo)致的傳熱及輻射傳熱，使得流動的熱量增多，效果反而變小。
在隔熱構(gòu)件18的熱傳導(dǎo)率大于板狀體2的熱傳導(dǎo)率時，板狀體2周邊部的熱量會經(jīng)由隔熱構(gòu)件18而流向有底金屬殼體19，加熱有底金屬殼體19的同時，板狀體2周邊部的溫度會降低，使得晶片W面內(nèi)的溫度差增大，故不優(yōu)選。另外，由于有底金屬殼體19被加熱，因此即使從噴嘴24噴射出空氣而欲冷卻板狀體2，也會由于有底金屬殼體19的溫度高，而使得冷卻的時間增長，且加熱至一定溫度時，達(dá)到規(guī)定溫度為止的時間可能增長。
另一方面，作為構(gòu)成所述隔熱構(gòu)件18的材料，為了保持較小的接觸部，優(yōu)選隔熱構(gòu)件18的楊氏模量為1GPa以上，更優(yōu)選為10GPa以上。通過設(shè)定這樣的楊氏模量，接觸部的寬度可小至0.1～8mm，即使隔著隔熱構(gòu)件18將板狀體2固定于有底殼體19，隔熱構(gòu)件18也不會變形，且板狀體2不會產(chǎn)生錯位或平行度發(fā)生變化，可精確度良好地加以保持。
作為所述隔熱構(gòu)件18的材質(zhì)，優(yōu)選是由鐵及碳構(gòu)成的碳鋼、添加了鎳、錳、鉻的特殊鋼等楊氏模量大的金屬。另外，作為熱傳導(dǎo)率小的材料優(yōu)選是不銹鋼或Fe-Ni-Co類合金的科瓦鐵鎳鈷合金(kovar)，且隔熱構(gòu)件18的材料，優(yōu)選選用比板狀體2的熱傳導(dǎo)率小的材料。
以垂直于載置面3的面而加以切斷的隔熱構(gòu)件18的剖面，相對于多邊形優(yōu)選是圓形，且若將剖面直徑1mm以下的圓形導(dǎo)線(wire)用作隔熱構(gòu)件18，則板狀體2及有底殼體19的位置不會產(chǎn)生變化，晶片W的表面溫度可均勻且迅速地升降溫。這樣，即使減小隔熱構(gòu)件18和板狀體2的接觸部，也可保持穩(wěn)定的接觸部，且由于接觸部減小，故接觸部損傷而產(chǎn)生粒子的可能性減少。
此外，在板狀體2的一主面上，例如如圖1所示，也可構(gòu)造成設(shè)有多個晶片支承銷15，以使與板狀體2的一主面隔開一定的距離保持晶片W。這樣，可防止一端的溫度偏差。
下面，說明本發(fā)明的實施例。
這里，實施例1～4與實施方式1相關(guān)，實施例5、6與實施方式2相關(guān)，實施例7與實施方式3相關(guān)。
實施例1對熱傳導(dǎo)率為100W/(m·K)的碳化硅燒結(jié)體實施研磨加工，制作多個板厚3mm、外徑330mm的圓形板狀體。
接著，為了將電阻發(fā)熱體及供電部被覆于板狀體上，將作為導(dǎo)電材料的Au粉末及Pt粉末，與添加了由所述相同組份構(gòu)成的粘合劑的玻璃糊相混而制得的導(dǎo)電體糊，以絲網(wǎng)印刷法印刷成規(guī)定的圖案形狀后，加熱至150℃并使有機(jī)溶劑干燥，進(jìn)而以550℃實施30分鐘的脫脂處理后，在700～900℃的溫度下進(jìn)行煅燒，由此形成厚度50μm的電阻發(fā)熱體。這里，調(diào)整了金屬成分及玻璃成分的比率，使供電部的比電阻小于電阻發(fā)熱體。
另外，殼體通過將由厚度3.0mm的SUS304構(gòu)成的底板為基礎(chǔ)，利用螺絲緊固與同樣由SUS304構(gòu)成的側(cè)壁部進(jìn)行固定而構(gòu)成。
之后，在所述殼體之上重疊板狀體，使螺栓貫通其外周部，并按照板狀體與殼體不直接碰觸的方式夾設(shè)隔熱構(gòu)件，另外，通過從殼體側(cè)經(jīng)由彈性體而螺合安裝螺帽，使其彈性固定，由此制得了晶片加熱裝置。
試樣No.1的噴嘴前端為板狀體(圖3的P20)，與圖2、圖3相同，冷卻噴嘴的前端位于電阻發(fā)熱體5之間。比較例的試樣No.2的噴嘴前端為電阻發(fā)熱體，如圖17及圖18的P22所示，冷卻噴嘴前端在電阻發(fā)熱體上。
而且，使各晶片加熱裝置的供電端子通電，將保持在140℃時的晶片W表面的溫度偏差調(diào)整到±0.5℃，并保持在140℃。將溫度設(shè)定值變更為90℃后，立即開始從噴嘴24對板狀體2噴射冷卻氣體，使溫度降至90℃，并將晶片W表面的溫度偏差達(dá)到±0.5℃為止的時間作為降溫穩(wěn)定時間。為了改善至今為止的冷卻效率，將目標(biāo)冷卻時間設(shè)為降溫穩(wěn)定時間200秒以內(nèi)。對于晶片W表面的溫度偏差而言，使用在直徑300mm的晶片表面上埋入有29個測溫傳感器的測溫用晶片而加以評價。
制成的晶片加熱裝置的評價，在25℃的恒溫室內(nèi)進(jìn)行，冷卻氣體為常溫，且冷卻氣體的總流量為120(升/分)。另外，噴嘴的口徑為1.0mm。冷卻噴嘴的前端與板狀體的距離L為5.0mm。
首先，評價冷卻位置對冷卻時間造成的影響。將其結(jié)果表示于表1。
(表1)

*號表示為本發(fā)明的范圍之外。
試樣No.1是噴嘴的前端位于電阻發(fā)熱體的帶之間(第3圖的P20)，溫度穩(wěn)定時間小至195秒，表示了優(yōu)異的特性。
另一方面，比較例的試樣No.2是噴嘴的前端位于電阻發(fā)熱體上，溫度穩(wěn)定時間大至300秒，可知不是理想的方式。
綜上可知，噴嘴前端若為熱傳導(dǎo)率大的板狀體部分，則冷卻時間短，顯示出優(yōu)異的特性。這是由于冷卻空氣直接碰觸熱傳導(dǎo)率大的板狀體，可于短時間內(nèi)奪取熱量，故可效率良好地進(jìn)行冷卻。因此，為了效率良好地進(jìn)行冷卻，需要冷卻板狀體部分。
實施例2這里，評價了冷卻噴嘴24的前端與板狀體2間的距離L對冷卻時間造成的影響。調(diào)整固定噴嘴24的位置，使噴嘴24前端和板狀體2之間的距離L變化。然后，進(jìn)行與實施例1相同的評價。
對各晶片加熱裝置1的供電部6通電，將保持于140℃時的晶片W表面的溫度偏差調(diào)整為±0.5℃，且保持在140℃。在將溫度設(shè)定值變更為90℃后，立刻開始從噴嘴24對板狀體2噴射冷卻氣體，使溫度降至90℃，并將晶片W表面的溫度偏差成為±0.5℃為止的時間作為降溫穩(wěn)定時間。為了改善至今為止的冷卻效率，將目標(biāo)冷卻時間設(shè)為降溫穩(wěn)定時間200秒以內(nèi)。對于晶片W表面的溫度偏差而言，使用在直徑300mm的晶片表面埋入有29個測溫傳感器的測溫用晶片加以評價。
制得的晶片加熱裝置的評價，在25℃的恒溫室內(nèi)進(jìn)行，冷卻氣體為常溫，且冷卻氣體的總流量為120(升/分)。另外，噴嘴24的口徑為1.0mm。
而且，將其結(jié)果例示于表2。
(表2)

由表2可知，冷卻噴嘴的前端與所述板狀體的間隔L十分重要，L為0.1～10mm的試樣No.4～7，其降溫穩(wěn)定時間低于190秒以下，因此成為優(yōu)選。
然而，若如試樣No.3及8那樣，噴嘴前端和板狀體的距離小至0.05mm或大至15mm，則溫度穩(wěn)定時間大致大到195秒。由于試樣No.3其板狀體2與噴嘴24的距離L小至0.05mm，所以，碰觸到板狀體2的氣體的風(fēng)向倒轉(zhuǎn)將阻礙氣體的噴射，使得效率降低。相反，試樣No.8由于板狀體2和噴嘴24的距離L大至15mm，因此噴射氣體會擴(kuò)散，使得碰觸到板狀體2時的流速下降，而且流量也減少，因而冷卻效率低落。
實施例3這里，評價了對冷卻時間造成的影響。調(diào)整固定噴嘴24的位置，在板狀體2的另一面中，使從噴嘴24前端中心的投影位置至電阻發(fā)熱體5的最短距離變化。然后，進(jìn)行與實施例1相同的評價。
將其結(jié)果例示于表3。
表3

板狀體2另一面中的從噴嘴24前端的投影位置的中心，至電阻發(fā)熱體5的最短距離為3～10mm的試樣No.11～12，其溫度穩(wěn)定時間小至175秒以下，且晶片W面內(nèi)的溫度差小至0.25℃以下，故成為優(yōu)選。與實施例2相比，可知溫度穩(wěn)定時間更小，更為理想。
另一方面，試樣No.9、10因在板狀體的另一面中，從噴嘴24前端的投影位置的中心至電阻發(fā)熱體5的最短距離小至0.1mm、1mm，因此從冷卻噴嘴24噴出的空氣將碰觸到電阻發(fā)熱體5，使得降溫穩(wěn)定時間增長。若空氣碰觸到電阻發(fā)熱體5，則由于熱傳導(dǎo)小的電阻發(fā)熱體5與板狀體2的界面的影響，使得熱的移動變得緩慢，導(dǎo)致冷卻效率變差，因而冷卻時間變長。
另外，在試樣No.14、15中，由于板狀體的另一面中的從噴嘴24前端的投影位置的中心至電阻發(fā)熱體5的最短距離大至150mm、200mm，所以，晶片內(nèi)的溫度偏差變大。雖然降溫穩(wěn)定時間小，但是無法使得晶片內(nèi)的溫度分布均勻。這是由于作為晶片加熱裝置，沒有滿足最重要的目標(biāo)，即，晶片內(nèi)的溫度均勻化的條件。
綜上可知，板狀體的另一面中的從噴嘴24前端的投影位置的中心至電阻發(fā)熱體5的最短距離所造成的影響大，優(yōu)選為3mm以上，較佳的方式為3～100mm。
實施例4這里，評價了噴嘴數(shù)量對冷卻時間造成的影響。調(diào)整噴嘴頭24的數(shù)量，使噴嘴24的數(shù)量變化。然后，進(jìn)行與實施例1相同的評價。將其結(jié)果例示于表4。
表4

由上可知，上述噴嘴數(shù)目為4～16個的試樣No.17～19，其溫度穩(wěn)定時間為165秒或165秒以下，故成為優(yōu)選。與實施例3相比，可知溫度穩(wěn)定時間短，為更佳的方式。
在試樣No.16中，由于噴嘴的數(shù)量少使得進(jìn)行冷卻時產(chǎn)生了不均，故到降溫穩(wěn)定為止的時間變長，導(dǎo)致冷卻效率變差。另外，在試樣No.20中，噴嘴24的數(shù)量為17個，由于設(shè)備上的問題，使得流速降低且冷卻時間變長，導(dǎo)致冷卻效率低落。
若噴嘴24的數(shù)量過多，則為了使所有噴嘴24獲得必要的氣體壓力及流速，需要大型且高氣體容量的設(shè)備，從而不適于量產(chǎn)。認(rèn)為16個以下較為妥當(dāng)，噴嘴24的數(shù)量優(yōu)選為4～16個。
實施例5對熱傳導(dǎo)率為100W/(m·K)的碳化硅燒結(jié)體實施研磨加工，制作多個板厚為3mm、外徑330mm的圓形板狀體。
然后，在板狀體上通過絲網(wǎng)印刷法將玻璃糊印刷于板狀體的一整個面而形成絕緣層后，以150℃加熱并干燥，之后再以550℃進(jìn)行30分鐘脫脂處理。然后，以800～950℃的溫度煅燒絕緣層。為了被覆電阻發(fā)熱體及供電部，將作為導(dǎo)電材料的Ag粉末和Pt粉末、以及添加了粘合劑的玻璃糊相混而制得的導(dǎo)電體糊，以絲網(wǎng)印刷法在所述絕緣層上印刷成圖6所示的電阻發(fā)熱體形狀，之后，加熱至150℃使有機(jī)溶劑干燥，進(jìn)而以550℃進(jìn)行30分鐘脫脂處理后，以700～900℃的溫度進(jìn)行煅燒，由此形成了厚度為55μm的電阻發(fā)熱體。這里，調(diào)整金屬成分和玻璃成分的比率，使得供電部的比電阻小于電阻發(fā)熱體。
而且，制作了以覆蓋所述電阻發(fā)熱體的方式形成了帶狀絕緣層12的加熱器部，以及形成了覆蓋所述電阻發(fā)熱體前面的絕緣層的加熱器部。
另外，殼體通過將由厚度3.0mm的SUS304構(gòu)成的底板為基礎(chǔ)，利用螺絲緊固與同樣由SUS304構(gòu)成的側(cè)壁部進(jìn)行固定而構(gòu)成。
之后，在所述殼體上重疊板狀體，并使螺栓貫通其外周部，按照板狀體和殼體不直接碰觸的方式夾設(shè)隔熱構(gòu)件，且從殼體側(cè)通過螺合安裝螺帽進(jìn)行固定，由此，作成了晶片加熱裝置。
試樣No.101的噴嘴前端位于板狀體(圖7A的AP)的位置，與圖8相同，冷卻噴嘴的前端位于電阻發(fā)熱體5之間。另外，在電阻發(fā)熱體上無絕緣層。
而且，制作與上述加熱器部相同的加熱器部，并使玻璃粉成糊狀地印刷于各電阻發(fā)熱體上。然后進(jìn)行加熱，形成了絕緣層。絕緣層對應(yīng)于圖6所示的電阻發(fā)熱體區(qū)域而形成，各電阻發(fā)熱體區(qū)域的間隔S1為30mm、S2為33mm、S3為42mm，與此對應(yīng)，各絕緣層的間隔為25mm、25mm、35mm。而且，與上述相同地組裝隔熱構(gòu)件和殼體，制作了配設(shè)有噴嘴的晶片加熱裝置。
試樣No.102的噴嘴前端位于電阻發(fā)熱體之間。而且，電阻發(fā)熱體上形成有個別覆蓋各環(huán)狀區(qū)域的絕緣層(圖9)。覆蓋最外側(cè)的電阻發(fā)熱體區(qū)域的絕緣層，與覆蓋其內(nèi)側(cè)的電阻發(fā)熱體區(qū)域的絕緣層之間的間隔為35mm，并將噴嘴前端配設(shè)置于該絕緣層之間。
試樣No.103的噴嘴前端位于電阻發(fā)熱體之間。另外，在電阻發(fā)熱體的整個面上同樣地形成有絕緣層(圖10)。
試樣No.104其噴嘴位置配置在最外側(cè)的電阻發(fā)熱體區(qū)域的絕緣層上。
另外，噴嘴前端的口徑為直徑1.2mm，從噴嘴前端至加熱器部的距離為6mm。另外，試樣No.1～4外側(cè)的噴嘴數(shù)量為8個，在從板狀體中心數(shù)第2個圓環(huán)狀的電阻發(fā)熱體區(qū)域上配置了4個噴嘴。
而且，對各晶片加熱裝置的供電端子通電，將保持于140℃時的晶片W表面的溫度偏差調(diào)整為±0.5℃，并使其保持于140℃。在將溫度設(shè)定值變更為90℃后，立即從所有噴嘴噴射冷卻氣體，使溫度降至90℃，并將晶片W表面的溫度偏差成為±0.5℃為止的時間作為冷卻時間。為了改善至今為止的冷卻效率，將目標(biāo)的冷卻時間設(shè)為180秒以內(nèi)。有關(guān)晶片W表面的溫度偏差，使用在直徑300mm的晶片表面埋入有29個測溫傳感器的測溫用晶片加以評價。
制得的晶片加熱裝置的評價，在25℃的恒溫室內(nèi)進(jìn)行，冷卻氣體為常溫，且冷卻氣體的總流量為120(升/分)。
首先，評價了冷卻位置對冷卻時間造成的影響。
之后，反復(fù)進(jìn)行1000次下述循環(huán)，即，使晶片加熱裝置在5分鐘內(nèi)從30℃升溫至200℃，保持5分鐘后再進(jìn)行30分鐘強(qiáng)制冷卻的加熱冷卻循環(huán)，之后，由室溫設(shè)定成200℃，測量10分鐘后晶片溫度的最大值和最小值之差，作為穩(wěn)定時的晶片W的溫度差。
將其結(jié)果表示于表5。
表5

*號表示本發(fā)明以外的實施例。
試樣No.101其噴嘴前端位于電阻發(fā)熱體的帶之間(圖7的AP)，冷卻時間為135秒，而且加熱冷卻循環(huán)后的穩(wěn)定時的晶片溫度差為0.32℃，顯示出優(yōu)異的特性。
另外，試樣No.102在電阻發(fā)熱體上具有帶狀的絕緣層，冷卻時間為140秒，且加熱冷卻循環(huán)后的穩(wěn)定時的晶片溫度差為0.24℃，為理想方式。
而且，在板狀體上形成絕緣層14，在其上形成電阻發(fā)熱體，進(jìn)而于電阻發(fā)熱體上形成絕緣層，使冷卻氣體碰觸電阻發(fā)熱體間的絕緣層來冷卻加熱器部的試樣No.103，其冷卻時間為152秒，且加熱冷卻循環(huán)后的穩(wěn)定時的晶片溫度差為0.25℃，由此可知耐久性優(yōu)異。
在形成有電阻發(fā)熱體的板狀體的另一面中，當(dāng)噴嘴前端的投影位置位于易于向板狀體傳送熱量的電阻發(fā)熱體之間，且隔著絕緣層而冷卻板狀體時，冷卻時間短，顯示出優(yōu)異的特性。
另一方面，在電阻發(fā)熱體上形成絕緣層，在其上形成電阻發(fā)熱體，進(jìn)而在電阻發(fā)熱體上形成絕緣層且從電阻發(fā)熱體上的絕緣層上噴射冷卻氣體進(jìn)行冷卻的試樣No.104，其冷卻時間大至358秒，故不優(yōu)選。
實施例6在實施例6中，與實施例5的試樣No.1～3相同地制作試樣，并將在各絕緣層的上面以噴砂法(sand blasting method)形成有凹凸的裝置作為試樣121～124。槽的寬度為30μm，凸部為正方形且一邊的長度為40μm、深度為20μm。然后，與實施例5相同地進(jìn)行評價。將其結(jié)果表示于表6。
表6

試樣No.121～123的冷卻時間分別為95秒、102秒、108秒，充分小于試樣No.101～103的冷卻時間135秒、140秒、152秒，可知若絕緣層的上面為凹凸面，則可顯示優(yōu)異的冷卻特性。
實施例7以下說明本發(fā)明的實施例及比較例(下面，有時表示實施例與比較例公共部分的符號在其中任意一方都進(jìn)行了表示)。
對熱傳導(dǎo)率為100W/(m·K)、比重為3.2、吸水率0％的氮化鋁燒結(jié)體實施研磨加工，一邊變化板厚一邊制作多個外徑是300mm的圓盤狀板狀體2。
接著，為了將電阻發(fā)熱體5被覆于板狀體2上，將混合了Pt、Au、Ag及玻璃等各粉末的糊，以絲網(wǎng)印刷法印刷成電阻發(fā)熱體5的圖案形狀。由于為了提高印刷性，欲先將糊的黏度做成100泊左右的呈流動性高的狀態(tài)體，所以，印刷后的凹凸面55、61會自然被掩埋，不管制版網(wǎng)眼的大小，都可完成極平滑的印刷表面。
然后，在該印刷面完全干燥前，按壓使大小加以各種變化的波紋狀模具，轉(zhuǎn)印出大致格子狀的形狀。由于剛印刷完的電阻發(fā)熱體5缺乏保形性，因此存在著無法轉(zhuǎn)印大致格子狀的形狀的問題，另一方面，完全干燥的電阻發(fā)熱體5由于硬度高而有無法進(jìn)行轉(zhuǎn)印問題。
但是，在印刷了電阻發(fā)熱體5之后，以80℃×10分鐘左右進(jìn)行干燥的條件，可轉(zhuǎn)印大致格子狀的形狀。之后，通過將形成了具有大致格子狀凹凸面55、61的電阻發(fā)熱體5的板狀體2，在玻璃的結(jié)晶化溫度附近，即以700℃進(jìn)行燒成，可制得如表7所示的各種電阻發(fā)熱體5。
另外，由于電阻發(fā)熱體5通過燒成會以幾％程度的比率產(chǎn)生燒成收縮，故優(yōu)選使用預(yù)先估算出該收縮率大小的波紋模具。
這里，雖然表示了通過波紋狀的模具而轉(zhuǎn)印大致格子狀的形狀的方法，但也可利用絲網(wǎng)印刷時所用的制版網(wǎng)眼本身，形成大致格子狀的形狀。具體而言，雖然印刷性略差，但使用黏度為3000泊程度的極具黏性且保形性高的電阻發(fā)熱體用糊，并使用基于JIS R6002的40～600網(wǎng)眼的制版來進(jìn)行印刷，由此在印刷后的面上留下制版殘跡，并直接干燥～燒成，這樣可形成格子狀的槽按每1mm寬度為0.2～80條的凹凸形狀。即，當(dāng)想變更格子狀的槽時，只要選定符合想要形成的格子形狀的網(wǎng)眼大小即可。這樣，利用絲網(wǎng)印刷時所用的制版的網(wǎng)眼，制作大致格子狀的形狀的方法就不需要波紋狀的模具，使得工序簡單化，故為理想方式。當(dāng)然，電阻發(fā)熱體5的糊會因燒成而以幾％程度的比例產(chǎn)生煅燒收縮，故優(yōu)選使用預(yù)先估算出該收縮率大小的網(wǎng)眼尺寸。
之后，在電阻發(fā)熱體5上形成具備大致格子狀凹凸面55、61的絕緣層60。作為形成具備大致格子狀凹凸面55、61的絕緣層60的方法，將在玻璃粉末中混合了作為粘合劑的乙基纖維素(Ethyl Cellulose)，以及作為有機(jī)溶劑的松油醇(Terpineol)而制得的玻璃糊，以絲網(wǎng)印刷法首先平滑地印刷。之后，與所述電阻發(fā)熱體5相同地，在玻璃糊完全干燥前，按壓使大小進(jìn)行各種變化的波紋狀的模具，來轉(zhuǎn)印大致格子狀的形狀。然后，通過將電阻發(fā)熱體5上形成有大致格子狀的絕緣層60的板狀體2，在玻璃的結(jié)晶化溫度附近，即700℃進(jìn)行燒成，制成大致格子狀的絕緣層60。
另外，玻璃糊也會因燒成而以幾％的比率產(chǎn)生煅燒收縮，因此優(yōu)選使用預(yù)先估算出該收縮率大小的波紋狀模具。
這里，雖然表示了由波紋狀的模具轉(zhuǎn)印大致格子狀的形狀的方法，但也可利用絲網(wǎng)印刷時所用的制版的網(wǎng)眼其本身來形成大致格子狀的形狀。具體而言，可通過使用基于JIS R6002的40～600網(wǎng)眼的制版，形成格子狀的槽為0.2～80條/mm的凹凸形狀。
即，在欲變更格子狀的槽時，只要選定符合想要形成的格子形狀的網(wǎng)眼大小即可。這樣，通過絲網(wǎng)印刷時所用的制版的網(wǎng)眼制作大致格子狀的形狀的方法就不需要波紋狀的模具，使得工序簡單化，故為優(yōu)選方式。當(dāng)然，玻璃糊會因燒成而以幾％程度的比例產(chǎn)生煅燒收縮，故優(yōu)選使用預(yù)先估算出該收縮率大小的網(wǎng)眼尺寸。
將殼體19安裝于如上所述的板狀體2，制作成晶片加熱裝置1。
然后，反復(fù)進(jìn)行加熱冷卻循環(huán)試驗，即，對該晶片加熱裝置1施加200V，在從室溫升溫到300℃后，從排出口排出制冷劑，急速地從300℃冷卻至室溫。然后，調(diào)查加熱冷卻循環(huán)的次數(shù)與電阻發(fā)熱體5產(chǎn)生剝離或裂紋的關(guān)系。
另外，在第一次的加熱冷卻循環(huán)中，測量從300℃至50℃為止的時間作為冷卻時間。
將其結(jié)果表示于表7(表7-1～6)。
表7-1

*號表示本發(fā)明的范圍之外。
表7-2

表7-3

表7-4

表7-5

表7-6

這樣，在電阻發(fā)熱體5及/或絕緣層60的表面上具有大致格子狀的形狀等、凹凸面55、61的晶片加熱裝置1的試樣No.202～231，即使加熱冷卻循環(huán)超過4000次，電阻發(fā)熱體5也不會剝離或產(chǎn)生裂紋，故成為優(yōu)選。
然而，如試樣No.201那樣，電阻發(fā)熱體5的表面平坦的晶片加熱裝置1，在2400次循環(huán)時，電阻發(fā)熱體5會產(chǎn)生裂紋。
而且，形成于板狀體2的電阻發(fā)熱體5及/或絕緣層60上的所述凹凸面55、61為大致格子狀，且該格子狀的槽按每1mm寬度設(shè)置了0.2～80條的晶片加熱裝置1的實施例，即試樣No.206～209，不僅可吸收板狀體2與電阻發(fā)熱體5及/或絕緣層60的熱膨脹差，而且能夠抑制電阻發(fā)熱體5及/或絕緣層60的劣化損傷，因此到電阻發(fā)熱體5產(chǎn)生裂紋或剝離為止的次數(shù)多達(dá)9000次，從而可獲得可靠性高的晶片加熱裝置1。
進(jìn)而，所述凹凸面55、61中，凹部的厚度(tv)與凸部的厚度(tp)之比(tp/tv)×100為105～200％，且所述電阻發(fā)熱體5或所述絕緣層60的平均厚度為3～60μm的試樣No.212～215，到產(chǎn)生裂紋或剝離為止的加熱冷卻循環(huán)更增加至10000次，故成為優(yōu)選。
綜上可知，可做成可靠性特別高的晶片加熱裝置1。
另外，使電阻發(fā)熱體5或絕緣層60的表面成為凹凸面55、61的實施例，即試樣No.202～231中任一個相比于無凹凸面55、61的比較例，即試樣No.201，其冷卻時間為300秒或300秒以下，由此可知，當(dāng)具有凹凸面55、61，特別是大致格子狀的槽時，冷卻時間短。
另外，該玻璃優(yōu)選為以ZnO為主成分的ZnO-B2O3-SiO2-MnO2類的結(jié)晶化玻璃。進(jìn)而，更理想的是，以ZnO為50～70質(zhì)量％，B2O3為20～30質(zhì)量％，SiO2為5～20質(zhì)量％，MnO2為1～2質(zhì)量％的玻璃作為絕緣層的實施例，即試樣No.218～220，其加熱冷卻循環(huán)為15000～23200次。
而且，電阻發(fā)熱體5優(yōu)選由從Pt、Au、Ag中選出的至少二種以上的金屬和玻璃構(gòu)成，進(jìn)而該比率優(yōu)選為重量比是Pt∶Au∶玻璃＝30∶20∶50質(zhì)量％，或Pt∶Ag∶玻璃＝30∶20∶50質(zhì)量％。
另外，各自的誤差優(yōu)選為±5質(zhì)量％以內(nèi)。
但是，絕緣層60并不需要限定形成于電阻發(fā)熱體5的表面，也可擴(kuò)展于基底的板狀體2等。
權(quán)利要求
1.一種晶片加熱裝置，其特征在于，包含板狀體，其具有對置的二個主面，其中一主面作為載置晶片的載置面，在另一主面上具有帶狀的電阻發(fā)熱體；供電端子，其連接于所述電阻發(fā)熱體并將電力提供給該電阻發(fā)熱體；殼體，其按照覆蓋所述供電端子的方式設(shè)置在所述板狀體的所述另一面上；及噴嘴，其具有與所述板狀體的所述另一面對置的前端，對所述板狀體進(jìn)行冷卻；在所述板狀體的另一面上，所述噴嘴的前端的投影位置位于所述電阻發(fā)熱體的帶之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶片加熱裝置，其特征在于具有多個所述帶狀的電阻發(fā)熱體，所述噴嘴的前端的投影位置位于不同的電阻發(fā)熱體的帶之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶片加熱裝置，其特征在于在所述帶狀的電阻發(fā)熱體的上或下以帶狀設(shè)有絕緣層，所述噴嘴的前端的投影位置位于帶狀的絕緣層之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的晶片加熱裝置，其特征在于所述板狀體的熱傳導(dǎo)率高于絕緣層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶片加熱裝置，其特征在于所述帶狀的電阻發(fā)熱體隔著基底絕緣層而設(shè)置在板狀體的另一主面上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項所述的晶片加熱裝置，其特征在于所述板狀體的熱傳導(dǎo)率高于所述電阻發(fā)熱體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項所述的晶片加熱裝置，其特征在于所述噴嘴為多個，該多個噴嘴的前端位于一個圓周上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的晶片加熱裝置，其特征在于所述板狀體具有圓板形狀，在上述板狀體的中心軸上具有所述一個圓周的中心。
9.一種半導(dǎo)體制造裝置，其特征在于，使用了權(quán)利要求1至5中任意一項所述的晶片加熱裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項所述的晶片加熱裝置，其特征在于所述各電阻發(fā)熱體通過由彎折帶連接多個圓弧形帶而構(gòu)成，所述多個圓弧形的帶被配設(shè)成同心圓狀。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的晶片加熱裝置，其特征在于所述多個電阻發(fā)熱體包含位于最內(nèi)側(cè)的第1電阻發(fā)熱體、位于該第1電阻發(fā)熱體的外側(cè)的第2電阻發(fā)熱體、位于該第2電阻發(fā)熱體的外側(cè)的第3電阻發(fā)熱體、和位于該第3電阻發(fā)熱體的外側(cè)的第4電阻發(fā)熱體；第1電阻發(fā)熱體區(qū)域、第2電阻發(fā)熱體區(qū)域、第3電阻發(fā)熱體區(qū)域及第4電阻發(fā)熱體區(qū)域為同心，其中第1電阻發(fā)熱體區(qū)域被定義為與所述第1電阻發(fā)熱體中最外側(cè)的圓弧形帶外接的圓的內(nèi)側(cè)的區(qū)域，第2電阻發(fā)熱體區(qū)域被定義為與所述第2電阻發(fā)熱體中最外側(cè)的圓弧形帶外接的圓，以及與最內(nèi)側(cè)的圓弧形帶內(nèi)接的圓之間的區(qū)域，第3電阻發(fā)熱體區(qū)域被定義為與所述第3電阻發(fā)熱體中最外側(cè)的圓弧形帶外接的圓，以及與最內(nèi)側(cè)的圓弧形帶內(nèi)接的圓之間的區(qū)域，第4電阻發(fā)熱體區(qū)域被定義為與所述第4電阻發(fā)熱體中最外側(cè)的圓弧形帶外接的圓，以及與最內(nèi)側(cè)的圓弧形帶內(nèi)接的圓之間的區(qū)域。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的晶片加熱裝置，其特征在于包含四個所述第4電阻發(fā)熱體和兩個所述第3電阻發(fā)熱體，各第4電阻發(fā)熱體被分別設(shè)置于將第4電阻發(fā)熱體區(qū)域四分割而成的區(qū)域，各第3電阻發(fā)熱體被分別設(shè)置于將第3電阻發(fā)熱體區(qū)域二分割而成的區(qū)域。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的晶片加熱裝置，其特征在于所述第4電阻發(fā)熱體區(qū)域與所述第3電阻發(fā)熱體區(qū)域之間的間隔，大于所述第3電阻發(fā)熱體區(qū)域與所述第2電阻發(fā)熱體區(qū)域之間的間隔、以及所述第2電阻發(fā)熱體區(qū)域與所述第1電阻發(fā)熱體區(qū)域之間的間隔。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的晶片加熱裝置，其特征在于所述噴嘴為多個，各噴嘴的前端在所述另一面上的投影位置位于所述第4電阻發(fā)熱體區(qū)域與所述第3電阻發(fā)熱體區(qū)域之間。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項所述的晶片加熱裝置，其特征在于所述電阻發(fā)熱體的表面為凹凸面。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的晶片加熱裝置，其特征在于所述凹凸面的凹部是大致格子狀的槽。
17.根據(jù)權(quán)利要求1、2或5中任意一項所述的晶片加熱裝置，其特征在于所述帶狀的電阻發(fā)熱體的上面的一部分或全部設(shè)有絕緣被覆層。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的晶片加熱裝置，其特征在于所述絕緣被覆層的表面為凹凸面。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的晶片加熱裝置，其特征在于所述凹凸面的凹部是大致格子狀的槽。
20.根據(jù)權(quán)利要求11所述的晶片加熱裝置，其特征在于具有權(quán)利要求3所述的絕緣層，所述絕緣層按所述第1～第4電阻發(fā)熱體區(qū)域被分離設(shè)置，所述噴嘴的前端向所述另一面上的投影位置在所述被分離設(shè)置的絕緣層之間。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的晶片加熱裝置，其特征在于具有多個所述噴嘴。
全文摘要
本發(fā)明提供一種通過提高加熱器部的冷卻速度可急速進(jìn)行冷卻的晶片加熱裝置，該加熱器部由具有電阻發(fā)熱體的板狀體組成。該晶片加熱裝置包含板狀體，其具有對置的二個主面，其中一主面作為載置晶片的載置面，在另一主面上具有帶狀的電阻發(fā)熱體；供電端子，其連接于電阻發(fā)熱體并將電力供給于該電阻發(fā)熱體；殼體，其按照覆蓋供電端子的方式設(shè)置在板狀體的另一面；及噴嘴，其具有與板狀體的另一面對置的前端，用以冷卻板狀體；其中，板狀體另一面中的噴嘴前端的投影位置，位于電阻發(fā)熱體的帶之間。
文檔編號H01L21/02GK101019208SQ20058002877
公開日2007年8月15日 申請日期2005年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月28日
發(fā)明者巖田惠治, 長崎浩一, 中村恒彥 申請人:京瓷株式會社