静電チャックを支えるポリイミドヒーター技術
均一温度、狭小部加熱

半導体や精密装置分野では、プロセスの高度化に伴い、装置内部の温度制御が重要な設計要素となっています。
静電チャック(ESC)においても、吸着性能に加え、温度の均一性や安定性がプロセス品質に直結します。NISSHAのポリイミドヒーターは、ESC用途に最適化された薄型・高精度加熱ソリューションです。

比較項目 ポリイミド セラミック
(AlN/Al₂O₃)
メタル抵抗体 シリコンラバー 厚膜抵抗体
薄型・軽量
(0.1mm級の極薄対応可)
(厚く重い)
柔軟性
(曲面にも追従可)
温度応答速度
(熱容量小で高速)
(熱容量大)
温度均一性 (高熱伝導で高均熱性)
(設計次第)
高温対応(300℃超)
(200〜300℃)
(700℃級まで) (材料依存)
耐久性/寿命
(薄膜焼損リスク)
(高強度・高耐久) (セラミック密着性高)
真空・腐食ガス対応
(封止必要)
(フッ素ガスにも耐食) (封止必須)
コスト
(大量生産で低コスト)
(材料・加工が高価)
自由形状設計
(パターン自由度高)
(パターン自由度高)
ESCとの一体化適性 (発熱体埋設が高精度)

静電チャックにポリイミドヒーターが選ばれる理由

①極薄設計による装置の軽量化・省スペース化

最薄約0.1mmクラスのフィルム状構造を構築できます。装置の薄型化や軽量化が求められる最先端機器に最適です。

②高速応答で温度制御性に優れる

熱容量が小さく、立ち上がりが非常に速いメリットがあります。リアルタイム性が重要な温度制御に強みを発揮します。

③自由な形状・発熱パターン設計

金属膜をエッチングで回路形成するため、複雑な形状のワークにもフィットし、均熱・局所加熱にも対応可能です。

④大量生産に適した安定品質とスケーラビリティ

エッチング加工をベースとした構造により、大量生産に適した高い再現性と安定した品質を確保できます。

静電チャック用途ならではの要求

静電チャック用ヒーターには、一般的な規格品では対応が難しい要求があります。

  • ・チャック形状に合わせたヒーター設計
  • ・面内温度分布を考慮した加熱パターン
  • ・絶縁性や耐電圧などの信頼性設計

装置仕様ごとに条件が異なるため、ヒーターを装置設計の一部として最適化する視点が求められます。

装置仕様に併せた「カスタムヒーター」という選択肢

ヒーターは目立たない部品ですが、装置性能を左右する重要な要素です。
規格品では対応が難しい場合、設計段階から検討できるカスタムヒーターが有効な選択肢となることがあります。

NISSHAでは、静電チャック用途を含むポリイミドヒーターについて、カスタム設計を前提とした製造を行っています。
お客さまから頂いたパターン設計を元にフィルム加工・端子構造までを一体で検討し、装置仕様に応じた最適化が可能です。

特に細線パターニング技術を強みとしているため、均一な温度分布や実装性を考慮したヒーターの製造が実現可能です。
以下にNISSHAのポリイミドヒーターについてご紹介します。

NISSHAのポリイミドヒーターご紹介

細線パターニングにより温度の安定・狭小部加熱も実現

当社が培ってきたパターニング技術により、高精細回路パターンの形成(ファインピッチ)が可能です。

・発熱パターンを細密に制御することで温度ムラを低減
・微小領域の局所加熱にも対応
・電力密度を高精度に制御可能
・微細治具、分析装置、精密プロセス装置に最適

NISSHAのポリイミドヒーターは、高精細パターニング技術により、温度プロファイルの再現性および面内温度均一性を実現します。

カスタム設計が可能 — 装置に最適化されたヒーターを実現

形状・サイズ・パターン・仕様のすべてをフルカスタム設計可能。

・任意形状(丸・角・異形)
・曲面追従や微細形状にも対応
・局所加熱/均熱加熱の両方を自由に設計
・電力密度・抵抗値の最適化も自在

薄型・柔軟構造とパターニング技術により、他方式では実現が難しい「細部まで最適化された温度制御」を可能にします。

φ450mm(18インチ)ウエハ対応の大型化が可能

半導体プロセスで主流となる 300mm〜450mmクラスの大型ウエハ向けに、
大面積ポリイミドヒーターを一体構造で提供できます。

・φ450mm(18インチ)をカバーする大判フィルム製造が可能
・面積ムラを抑えた均一パターン形成
・大型静電チャック(ESC)との統合にも適合

大型ESCやFPD(フラットパネル)分野にも展開可能で、大面積化ニーズに対応できる数少ないPIヒータープロバイダーです。

ポリイミドヒーター スペック表

項目 想定仕様 備考
基材 ポリイミドフィルム(Kapton相当) -
基材厚み 25 / 50 / 75 / 125 μm -
発熱体材料 Cu / Ni / Cu-Ni 合金 -
成膜方式 スパッタリング -
ヒーターサイズ 最大450mm φ まで対応可能 -
パターニング フォトリソ + Wetエッチング 最小L/S : 15 / 15 μm可能
抵抗値 カスタム設計 面積・温度条件に依存
使用温度 〜80 ℃(標準) 高温対応オプションあり
温度均一性 ±5〜10 % 設計依存
電源 DC 装置組込み前提
端子 FPC / はんだ / 圧着 要検討
保護層 なし / OC / PI 任意仕様
供給形態 ロール / シート / チップ 小ロット〜量産

ポリイミドヒーターに関するお問い合わせ

静電チャック向けヒーター設計のご相談、
仕様検討・量産可否の確認など、お気軽にお問い合わせください。

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