CN1662105A - 陶瓷加热器、晶片加热装置以及半导体基板的制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种陶瓷加热器、晶片加热装置以及半导体基板的制造方法，在以板状陶瓷体的一主面作为加热面且在其板状陶瓷体的内部或另一侧主面配置电阻发热体的陶瓷加热器中，若反复快速升温或降温，板状陶瓷体和电阻发热体之间将出现裂纹，无法均匀加热晶片，或因电阻发热体断线导致无法加热陶瓷加热器。为此，电阻发热体由导电粒子和绝缘性组合物构成，设有被多个上述导电粒子包围的块状绝缘性组合物、或者沿着上述板状陶瓷体和上述电阻发热体的界面在上述电阻发热体中设置空孔。在电阻发热体的图形上，使具有大致相同宽度的圆弧带与折回圆弧带连续配置成大致同心圆状，位于同一圆周上的一对折回圆弧带之间的距离比沿半径方向相邻的圆弧带之间的距离小。

Description

陶瓷加热器、晶片加热装置以及半导体基板的制造方法
技术领域
本发明涉及由导电物质制成的电阻发热体或构成该电阻发热体的导电糊，例如，涉及利用该电阻发热体的陶瓷加热器或加热晶片时采用的电阻发热体，以及晶片加热装置，该装置适用于在半导体晶片或在液晶装置或电路基板等晶片上形成薄膜或用于煅烧上述涂布于晶片上的抗蚀液而形成抗蚀膜工序中。
背景技术
通常，在半导体制造设备的生产工艺中，即半导体薄膜成膜、蚀刻、抗蚀膜煅烧处理等过程中，需要加热器来加热半导体晶片(以下简称晶片)。
随应半导体生产工艺中提出良好的温控性、半导体元件布线微细化、晶片热处理温度的精确等要求，陶瓷加热器的应用受到广泛的认可。
这种陶瓷加热器，大多采用由金属粒子和玻璃材料混合组成的导电体做为电阻发热体。例如，专利文件1或专利文件2中已记载介绍了一种包含图11所示的电阻发热体结构的陶瓷加热器71。
这种电阻发热体，由鳞片状贵金属粒子或球形贵金属粒子和玻璃熔块混合后，制作成糊状，再将经过印刷处理、煅烧处理而制备完成。
以电阻发热体作为导电体的陶瓷加热器71，主要组成有陶瓷体72和外壳79。这种陶瓷加热器71的结构如下，板状陶瓷加热器72介由树脂材料隔热粘合剂74隔热后，利用螺栓80固定在外壳的开口部79，该陶瓷体选用氮化物陶瓷或碳化物陶瓷材料，有底状的外壳材料选自铝制金属。其中，陶瓷体72上面作为加载晶片W的晶片加热面73，在板状陶瓷体72的下面排列如图12所示的呈同心圆形状的电阻发热体75。
同时，电阻发热体75的端子部焊接供电端子77，供电端子77与穿过位于盒子79底部79a引线孔76的引线78电连接。
由喷嘴82向陶瓷体72和盒子79组成的空间喷出冷媒，冷媒经循环经由排出口83排出，从而对陶瓷基板72进行冷却。
但是，在这种陶瓷加热器71中，为使整个晶片W表面形成均匀的均质膜或为了保证使蚀刻膜的加热反应状态更加均匀，重要是降低晶片面内温度差使温度分布均匀。目前为止，通常采用通过调整带状电阻发热体75的电阻、或是分别控制带状电阻发热体75温度、或是采用易受热的结构来增加周围散热量的方式来降低晶片的热量分布。
另外，在加热·冷却晶片时，要求过渡时间短，且过渡时温度要均匀。还有，为了改变加热温度有必要改变陶瓷加热器71的设置温度，这就需要陶瓷加热器71的升降温的时间要尽可能缩短。
专利文献3中载有，在板状陶瓷体上采用氮化铝烧结体，通过玻璃层形成电阻发热体的陶瓷加热器的技术方案。
但是，如果将电阻发热体作为导电体，向电阻发热体通电，快速升温或反复升降陶瓷加热器的温度时，电阻发热体就会产生开裂现象，这样有可能影响其正常的功能。
专利文献1：日本专利公开公报第2003-249332号
专利文献2：日本专利公开公报第2002-75598号
专利文献3：日本专利公开公报第2002-260832号
专利文献4：日本专利公开公报第2001-313249号
以往，陶瓷加热器或晶片加热装置71，即，用于烘干涂布在半导体晶片W上的光敏树脂时，须将陶瓷加热器71的温度升至200～300℃，如果处理一个晶片所需时间等于陶瓷加热器71升温至冷却的时间，那么，升温时就需通入强大的电流快速升温，冷却时通入空气强制冷却，而在如此严酷的条件下反复进行热循环时，热应力将主要集中在陶瓷加热器71中的陶瓷体72和电阻发热体75之间，从而导致细微的剥离现象，如果进一步恶化，就会产生开裂现象，因未剥离的部分和出现剥离的部分的导热性能发生变化，将阻碍晶片加热面73均匀受热效果，结果加热晶片W时过热或晶片W面内温度差过大，出现光敏树脂薄膜厚度不均的现象。如果继续发生裂纹，如果陶瓷体为氮化铝材料时，氮化铝烧结体就与空气中的水发生反应，产生氨气或胺类气体，这种气体对光敏树脂具有极其恶劣的影响。
即构成陶瓷体72的氮化铝烧结体的热膨胀系数为4.7×10-6/℃左右，而其表面的电阻发热体75的热膨胀系数为7.3×10-6/℃左右，两者之间产生较大的热膨胀系数差，使陶瓷加热器71在重复加热和冷却的热循环时，较大的应力作用于陶瓷体72和电阻发热体75之间，进而在陶瓷基板72和电阻发热体75之间产生热应力，使电阻发热体75错位剥离或产生开裂。
此外，采用更高温度进行成膜或蚀刻处理时，陶瓷加热器71同样会因热应力出现陶瓷加热器71的特性劣化。
发明内容
综上所述，本发明第一个目的是利用电阻发热体结构提高晶片加热面的耐久性，保证晶片加热面能够均匀受热。
另一方面，陶瓷加热器内置的每个电阻发热体带之间会产生一定空隙，因此存在不能调节每个电阻发热器的温度差的问题，进而很难将晶片W面内温度差控制在0.5℃以内。
因此，本发明的第二个目的是通过改变电阻发热体的排列图形，使晶片加热面能够均匀受热。
本发明的第一目可通过如下陶瓷加热器来达到，该陶瓷加热器，以板状陶瓷体的一侧主面作为加热面，在该板状陶瓷体的内部或另一侧主面上配置带状电阻发热体，其特征在于：该电阻发热体由导电粒子与绝缘性组合物构成，且具有被多个上述导电粒子所包围的块状绝缘性组合物。
即，根据上述发明，具有由多数上述导电粒子所围绕的块状绝缘性组合物，即使一边给电阻发热体通电一边反复快速升温及冷却也不会发生板状陶瓷体和电阻发热体之间的开裂现象，又不会导致电阻发热体的线路断落现象，从而，可提高晶片加热装置的耐久性。
本发明所涉及的陶瓷加热器，其特片在于块状绝缘性组合物的平均粒径为上述导电粒子平均粒径的3倍以上。就因为采用了这种结构特征，才能有效阻止因应力而产生的开裂延伸。
本发明所涉及的陶瓷加热器，其特征在于，上述导电粒子的平均粒径为0.1～5μm，上述块状绝缘性组合物的平均粒径为3～100μm。若该导电粒子的平均粒径小于0.1μm，则无法实现导电粒子与绝缘性组合物之间的充分混合，另外，如果该导电粒子的平均粒径大于3μm，则导电粒子的热膨胀系数大于绝缘性组合物，所以，界面热应力过大而可能导致电阻发热体受热应力而被破坏，另外，如果上述绝缘性组合物的平均粒径为3μm，则热应力将不影响导电体和5板状陶瓷体2的耐久性，而且，小于100μm，则当电流通过导电体5时，不出现局部增大发热量的弊端。
另外，本发明所涉及的陶瓷加热器，其特征在于，上述块状绝缘性组合物中内置有热膨胀系数比绝缘性组合物大的粒子。这样在块状绝缘性组合物之内含有粒子时，因块状体界面之间产生向拉伸应力而提高块状体的强度。
本发明所涉及的陶瓷加热器，其特征在于，上述热膨胀系数大的粒子是与上述导电粒子相同的组合物。同时混合由玻璃等绝缘性组合物所构成的粉末和导电粒子，将其制备成糊状，经印刷法形成板状陶瓷体，再经过煅烧等工序即可制造电阻发热体。
本发明所涉及的陶瓷加热器，其特征在于，在剖面上，包含在块状绝缘性组合物内的粒子所占的面积率为10％以下。这是因为，如果面积率超过10％，则粒子对热应力的缓冲效果降低，从而有可能不会增大块的强度。
本发明所涉及的陶瓷加热器，以板状陶瓷体的一侧主面作为加热面，在该板状陶瓷体的内部或另一侧主面配置带状电阻发热体，其特征在于，
沿着上述板状陶瓷体和上述电阻发热体的界面，在上述电阻加热体中设置空孔。
另外，该陶瓷加热器，以板状陶瓷体的一侧主面作为加热面，在该板状陶瓷体的另一侧主面介由绝缘层配置带状电阻发热体，其特征在于，
沿着上述板状陶瓷体和上述绝缘层的界面，在上述绝缘层中设置空孔。
沿着上述盘状陶瓷体和上述电阻发热体的界面在上述绝缘层内形成空孔、或沿着上述板状陶瓷体和上述绝缘层的界面在上述绝缘层中形成空孔，能够提供一种即使反复快速升温、快速冷却的严酷条件，也不会导致板状陶瓷体与电阻发热体之间发生开裂现象，从而有效防止气体发生，晶片内的温度差小，耐久性优越的陶瓷加热器。
本发明所涉及的陶瓷加热器，其特征在于，上述空孔大小为0.05～50μm。如果，该空孔的大小为0.05～50μm，则无需担忧因热应力而导致接合界面发生开裂的现象。
本发明所涉及的陶瓷加热器，其特征在于，在上述板状陶瓷体的垂直于主面的剖面上，上述空孔的线密度为1000～500000个/m。如果空孔的线密度小于1000个/m，则防止接合界面发生微细开裂延伸效果小，另外，空孔的线密度超过500000个/m，则空孔的密度过大而导致接合界面的热传导率下降，同时降低接合界面的强度，难以实现加热面受热均匀，而且，若发生细小裂缝，则开裂马上延伸到整个接合界面，而不好。
本发明的第二目的可通过如下陶瓷加热器来达成，该陶瓷加热器，以板状陶瓷体的一侧主面作为加热面，陶瓷的内部或另一侧主面配置带状电阻发热体，其特征在于，
上述电阻发热体由导电粒子和绝缘性组合物构成，使具有大致相同宽度的圆弧带与折回圆弧带相连续配置成大致同心圆状，位于同一圆周上的一对折回圆弧带之间的距离比沿半径方向相邻的圆弧带之间的距离小。
即，本发明中，使具有大致相同宽度的圆弧带与折回圆弧带相连续配置成大致同心圆状，使位于同一圆周上的一对折回圆弧带之间的距离小于沿半径方向相邻的圆弧带之间的距离，以此来实现晶片面内温度差小、且温度响应特性优越的陶瓷加热器。
本发明所涉及的陶瓷加热器，优选，位于上述同一圆周上的一对折回圆弧带之间的距离为沿半径方向相邻的圆弧带之间距离的30％～80％。这样，可有效提高陶瓷加热器加热面的受热均匀性能。
本发明所涉及的陶瓷加热器，其特征在于，设置能够独立加热的多个带状电阻发热体，至少一个上述电阻发热体的、位于同一圆周上的一对折回圆弧带之间的距离小于沿半径方向相邻的圆弧带之间的距离。通过这种方式形成的电阻发热体，容易补充从板状陶瓷体的外周部散出的大量热，而可防止晶片W面的周边的温度下降。
此外，本发明所涉及的陶瓷加热器，其特征在于，上述电阻发热体由位于中心部的圆形的电阻发热体带和其外侧的同心圆的3个圆环状电阻发热体带构成。
另外，在发明所涉及的陶瓷加热器，其特征在于，上述中心部的电阻发热体带的外径D1为最外周的电阻发热体带外径D的20～40％，位于其外侧的电阻发热体带的外径D2为外径D的40～55％，位于其外侧的电阻发热体带的内径D3为最外周的电阻发热体带外径D的55～85％。
将中心部的电阻发热体带的外径D1设成其最外周的电阻发热体带外径D的20～40％，将其外侧的电阻发热体带的外径D2设成外径D的40～55％，将最外周的电阻发热体带的内径D3设成最外周的电阻发热体带外径D的55～85％。以此，可得到晶片面内的温度差小且温度响应特性优越的晶片保持部件。
本发明涉及的陶瓷加热器，其特征在于，在上述3个圆环状电阻发热体带中的最内侧的电阻发热体带为一个独立的电阻发热体，在其外侧具有圆环的电阻发热体，其外侧的电阻发热体带是将圆环沿圆周方向2等分得到的2个扇形，其外侧的电阻发热体带是将圆环沿圆周方向4等分得到的4个扇形。
具有中心部的圆形电阻发热体带和其外侧的并联或串联圆环所成的电阻发热体带，由在其外侧圆环内的各个对应位置上将其圆环按圆周方向2等分而得的2个扇形电阻发热体带构成，将其圆环按圆周方向4等分而得的4个扇形电阻发热体带，从而实现晶片面内温度差小，受热均匀性较高的晶片加热装置。
本发明所涉及的陶瓷加热器，其特征在于，上述中心部的电阻发热体带和其外侧的环状电阻发热体之间具有贯通上述板状陶瓷体的通孔。
并且，本发明所涉及的陶瓷加热器，其特征在于，上述最外周的电阻发热体带的带宽小于其内侧的其他电阻发热体带的带宽。
另外，本发明所涉及的陶瓷加热器，其特征在于，相对于包围该电阻发热体带的外切圆的面积，电阻发热体在该外切圆内所占面积的比率为5～30％。
此外，本发明所涉及的陶瓷加热器，其特征在于，将上述陶瓷加热器的板状陶瓷体的一侧主面作为加载晶片的晶片加热面。
另外，本发明所涉及的一种半导体晶片制造方法，其特征在于，将半导体晶片与上述发明所述的晶片加热装置的晶片加热面相对向配置，利用上述晶片加热装置来加热上述半导体晶片，并且进行半导体薄膜的成膜处理、蚀刻处理、抗蚀膜形成。通过利用上述晶片加热装置，由于晶片加热面具有均热性能，所以能够制作良好的半导体晶片。
附图说明
图1是本发明中陶瓷加热器中一个例子的剖面图；
图2是图1的电阻发热体与板状陶瓷体之间的放大图；
图3是图2电阻发热体的放大图；
图4是图1的电阻发热体与板状陶瓷体之间的放大图；
图5是本发明的另一种陶瓷加热器的电阻发热体与板状陶瓷体之间的放大图；
图6是本发明的另一种陶瓷加热器的放大图；
图7是本发明的陶瓷加热器的电阻发热体的图；
图8是本发明的陶瓷加热器的另一种电阻发热体的图；
图9是本发明的陶瓷加热器的接触部材周边的剖面图；
图10是本发明的陶瓷加热器的另一种接触部材周边的剖面图；
图11是过去陶瓷加热器剖面图；
图12是过去陶瓷加热器的电阻发热体的图；
图13是图(a)为本发明的陶瓷加热器的剖面图，图(b)为图(a)的电阻发热体与板状陶瓷体之间的放大图；
图14是图(a)为过去陶瓷加热器的剖面图，图(b)为图(a)的电阻发热体与板状陶瓷体之间的放大图；
图15是本发明的另一种陶瓷加热器的电阻发热体与板状陶瓷体之间的放大图；
图16是本发明的电阻发热体结构概略图；
图17是(a)(b)为本发明的电阻发热体带的结构概略图；
图18是本发明是显示本发明的电阻发热体结构的概略图；
图19是过去电阻发热体形状概略图；
图20是过去另一种电阻发热体形状概略图；
图21是过去另一种电阻发热体形状概略图。
具体实施方式
下面，具体介绍本发明的实施方式。
图1为显示本发明陶瓷加热器1的一个实施例剖面图，以碳化硅或氮化铝为主要成份的陶瓷材料所构成的板状陶瓷体2的一侧主面作为加载晶片W的晶片加热面3，在另一侧主面上形成电阻发热体5，在其电阻发热体上设置电连接用的供电部6，在供电部6连接有供电端子11，围绕这些供电部6的金属外壳19通过接触部材17固定到板状陶瓷体2的另一侧主面的周边部。
另外，晶片升降销2通过贯通板状陶瓷体2的孔，上下移动晶片，以此，将晶片W加载或拆卸到晶片加热面3上，另外，供电部6设有供电端子11，可以从外界接通电源，并可利用测温元件27来测量板状陶瓷体2的温度，同时可进行晶片加热。
另外，晶片W通过晶片支承销8浮在晶片加热面3上，防止因晶片W一端相接触而带来的温度不匀现象。另外，将电阻发热体5分割为多个区带，可分别控制各个区带的温度，向各个供电部6的供电端子11接通电源，调节通过供电端子11的电流，保证各个测温元件27的温度达到设定值，并且，保证加载到各个晶片加热面3上的晶片W的表面温度保持均匀。
电阻发热体5具有由金、银、钯、铂金等材质构成的供电部6，且将供电端子11连接到供电部6上，确保导通。供电端子11和供电部6是输导途径，采用软焊及硬焊亦可。
(电阻发热体中掺合由导电粒子所围绕的块状绝缘性组合物)。
本发明涉及的陶瓷加热器1中，在电阻发热体内可添加由导电粒子所围绕的块状绝缘性组合物。
下面，就掺合由导电粒子所围绕的块状绝缘性组合物而构成的电阻发热体，简单介绍其具体实施方式。
如图2、图3所示，在上述电阻发热体5的内部包含块状绝缘性组合物5a，因而，杜绝顺沿板状陶瓷体2和上述电阻发热体5界面所发生的剥离现象，另外，还可以杜绝电阻发热体5的线路断落现象，据研究发现，包含到上述电阻发热体5之内的块状绝缘性组合物5a，可通过加大电阻发热体5的强度来抵制从板状陶瓷体2和上述电阻发热体5的热膨胀系数的微秒差异而导致板状陶瓷体2和电阻发热体5之间的连接界面上发生的热应力影响。
在此，作为导电体的电阻发热体5由导电粒子5a分散到绝缘性组合物而成，其中，包含多数由上述导电粒子5a所包绕的块状绝缘性组合物5a，所谓块状绝缘性组合物5a是由导电粒子5a所包绕的绝缘性组合物，经电阻发热体5剖面镜面加工后，摄取SEM照片，照片中，从由导电粒子5a所包绕的范围5a中，能以内切于导电粒子5a的多边形来表示之。
并且，将与该多边形面积相同的圆的直径为块状绝缘性组合物5a的粒径，研究发现，当其平均粒径为导电粒子平均粒径的3倍以上，最好为6倍以上时，发生有效抑制因应力而发生的开裂的延伸。另外，多数导电粒子5b指导电粒子5b的数量为5个以上，通常，由导电粒子5b所包绕的块状物5a，是由导电粒子5b的最大直径的3倍以下的长度间隔所相联的导电粒子5b所包绕的块状体5a。
另外，导电粒子5b可选自金、铂金、钯、铱、铑或银、铜、镍等金属元素，并且，这种导电粒子5b宜为球状。因为，球状导电离子与玻璃粉末的混合效果较佳。作为绝缘性组合物的材料宜选用结晶玻璃，其中至少一部分含有包括Zn、B、Si中至少一种元素的结晶状物质，生成或分散到玻璃中的上述结晶状物质的种类有Zn2SiO4、Zn3B2O6、Zn3(BO3)2、Zn(BO2)2、SiO2等化合物。
并且，电阻发热体5的导电粒子5b的平均粒径最好在0.1～5μm范围之内，当该平均粒径小于0.1μm，则因导电粒子的粒径过小而导致无法实现导电粒子与绝缘性组合物之间的充分混合。另外，平均粒径超过3μm，则导电粒子的热膨胀系数大于绝缘性组合物的热膨胀系数，故界面的热应力过大而有可能电阻发热体5因受热应力而遭破坏。
另外，导电粒子5b的平均粒径的计算方法如下，采用反射电子显微镜拍摄1500倍的SEM照片，然后，划出2条长达30μm的直线，并用横跨数量来除该直线所横跨的导电粒子的长度。
另外，由绝缘性组合物所构成的块状物5a的平均粒径最好在3～100μm范围之内。若小于3μm，则可能出现电阻发热体5和板状陶瓷体2对热应力的耐久性受到不良影响。而且，若大于100μm，则块状物5a体积过大，局部性增加电阻发热体5的电阻值，因而，向电阻发热体5通过电流时，可出现局部散热量过大的弊端。
另外，关于由绝缘性组合物所构成的块状物5a的平均直径，从反射电子显微镜照片中选择由导电粒子5b所包绕的区域，但是，认定最小直径为导电粒子5b直径的3倍以上的区域为绝缘性组合物的块状体5a，但1500倍反射电子显微镜照片中，划出一条70μm的直线，再用横跨数量除该直线横跨块状体5a的长度，亦可求得其平均粒径。
另外，块状绝缘性组合物5a的内部最好排列热膨胀系数大于绝缘性组合物的粒子5c，其主要考虑是，在块状体5a之内包含粒子5c，则因与块状体5a之间的界面上存在向内拉的应力作用，从而增加块状体5a强度。而且，当该粒子5c的粒径约为块状体5a的粒径的0.1倍以下，则增强块状体5a强度的效果更显著、可靠。
另外，粒子5c亦可为与上述导电粒子5b相同的组合物，若导电粒子5b与粒子5c为相同组合物，则同时混合由玻璃等绝缘性组合物构成的粉末和导电粒子，然后，制作成糊状，再采用印制法，排列到板状陶瓷体2上，经过煅烧过程，很方便得到电阻发热体5。
本发明所涉及的电阻发热体5，包含到块状绝缘性组合物5a内的、热膨胀系数大于该绝缘性组合物的粒子5c数量宜在50个以下。
在电阻发热体5的剖面SEM照片中，若包含到块状绝缘性组合物5a之内的粒子5c数量宜在50个以下，则粒子5a内块状体5a的强度增强效果显著。若其数量大于50个，则粒子5c的热应力过大，可减弱块状5a强度。优选粒子数量为20个，更优选为10个以下。
另外，排列到块状体5a的粒子5c截面积最好占全体块状体5a的截面积的10％以下，若超过10％，则减弱粒子5c对热应力的缓冲效果，从而，可影响增强块状体5a的强度效果，宜在5％以下，但最好在3％以下。另外，为0.1％以上均可产生效果。
考虑一种这样陶瓷加热器1，在板状陶瓷体2形成玻璃层等绝缘层4，然后，在其上再形成电阻发热体5，如图4所示，热应力通过板状陶瓷体2和电阻发热体5之间的绝缘层4发生作用，为此，在电阻发热体5上排列上述块状绝缘性组合物5a，防止出现电阻发热体5和绝缘层4或板状陶瓷体2之间发生裂纹或剥离。据我们考虑这是由于块状绝缘性组合物5a的存在，能够吸收和缓冲板状陶瓷体2和电阻发热体5之间的热膨胀系数之差而产生热应力所致。
下面，介绍本发明特征之一的有关块状绝缘性组合物5a的制造方法。
本发明所涉及的电阻发热体5，由绝缘性组合物和导电粒子5b相混合而成，做为绝缘性组合物采用玻璃或陶瓷，另外，做为填充导电粒子周围或导电粒子之间的绝缘性组合物宜选用小粒径材料，在块状绝缘性组合物5a中的绝缘组合成份宜选用玻璃粉末或陶瓷粉末等粒径较大的粒子为佳。这样，通过混合玻璃或陶瓷粉末等不同粒径的、至少2个以上粒子组成的绝缘性组合物粉末和导电粒子来构成电阻发热体5。
另外，构成绝缘性组合物粉末的粒度分布宜采用2个以下的上限值，且该2个上限值的粒径中，大粒径上限值宜为小粒径上限值的2倍以上，最好在5倍以上。
本发明所涉及的导电糊，其特征在于，由绝缘性组合物和导电粒子以及有机结合材料所构成，且上述由绝缘性组合物和导电粒子所组成的粒子在粒径分布上呈现2个以上粒径上限值。上述上限值可利用粒度测量仪，从频率一粒径曲线中读取，另外，做为上述有机结合材料，可选自各种有机粘合剂或可塑剂、分散剂、有机溶剂等。
为了均匀混合由这种绝缘性组合物构成的粉末和导电粒子，上述块状绝缘性组合物5a的平均粒径宜为导电粒子平均粒径的1～30倍，若绝缘性组合物的平均粒径小于1倍，为了均匀混合直径2μ以下的微细导电粒子和由绝缘性组合物构成的粒子为糊，则所需溶剂的量多、为30重量％以上，从而，降低糊的密度，加大煅烧时的收缩比率，故为不可取处之一。另外，上述绝缘性组合物和导电粒子的相分离，难以实现均匀混合之目的，宜在2～10倍，最好在3～5倍。导电粒子可选自Au、Pd、Pt、Rh、Ir等贵金属元素，形状宜为近似球形的微粒(粉末)。
本发明的陶瓷加热器1，虽然，反复快速加热和快速冷却的热循环，即接通较大电流，或者迅速加热到所需温度或需冷却时在陶瓷加热器1的加热面3的相反面上喷气体，以此完成强制冷却，但如图5所示，由绝缘层4的一个组份的包含Al的氧化物膜4a所覆盖的氮化铝烧结体构成的板状陶瓷体2和电阻发热体之间，插设具有与上述氮化铝烧结体相近似的热膨状系数的玻璃层4b，并将热膨胀系数相差较大的氧化膜4a插设到热膨胀系数相近的氮化铝烧结体和玻璃层4b之间。从而，即可以实现如不具备玻璃层4b的陶瓷加热器那样的缓冲氧化物膜4a的应力效果，还可以达到氧化物膜4a与玻璃层4b之间的坚固密着。所以，即使进行上述热循环过程，也能有效防止氧化物膜4a与玻璃层4b的界面及玻璃层4b与电阻发热体界面上出现裂纹现象，从而，实现陶瓷加热器的耐久性。
但是，为了达到上述目的，玻璃层4b材料选自与形成加热部30的氮化铝烧结体之间的热膨胀系统之差在-3.0～3.0×10-6/℃范围之内的玻璃，且玻璃层4b的厚度T宜在2～300μm之间。
因为，玻璃层4b的热膨胀系数小于氮化铝烧结体的热膨胀系数，并两者之间差异大于3.0×10-6/℃，则将减弱通过插设具有不同热膨胀系数的氧化物膜4a于热膨胀系数相近似的材料之间来缓冲作用于氧化物膜4a上应力的效果，另外，与氧化物膜4a之间的热膨胀差异过大，容易导致氧化物4a的破损，容易受反复的热循环而导致氧化物膜4a的剥离。相反，若玻璃层4b的热膨胀系数大于氮化铝烧结体的热膨胀系数，且其差异大于3.0×10-6/℃，则应力缓冲效果将减弱，另外，利用空气强制冷却电阻发热体5的表面时，容易导致电阻发热体5的外周部发生开裂现象。
另外，玻璃层4b的厚度T为2～300μm，是因为玻璃层4b的厚度T小于2μm，则无法在加热部30形成均匀厚度的玻璃层4b，所以，玻璃层4b的厚度T超过300μm，则内部产生弯曲加热部30的应力，导致玻璃层4b在使用过程中被剥离。
另外，组成电阻发热体5的玻璃层4b表面平坦度宜为300μm以下，如果，平坦度超过300μm，则很难制造出均一厚度的电阻发热体5，故可能导致电阻发热体5的电阻阻抗值分布不均匀。
另外，在玻璃层4b上形成的电阻发热体5，由选自Au、Ag、Pd、Pt、Rh、Ir中至少一种金属或由多种的合金及Zn、B、Si中至少一种元素的玻璃所构成，电阻发热体5的热膨胀系数宜选用小于氮化铝烧结体的热膨胀系数-0.5～3.0×10-6/者为佳。尽可能调节上述两者之间的热膨胀系数在上述范围之内，降低制造或使用陶瓷加热器1时可能发生的开裂现象，进一步提高使用寿命。
另外，构成上述绝缘层4的玻璃特点有，可选用结晶状或非晶状材料，耐热温度为200℃以上，并且在0℃～200℃的温度范围条件下，其热膨胀系数相对构成板状陶瓷体2的陶瓷的热膨胀系数为1×10-6/℃为佳，最好在-5×10-7/℃～+5×10-7/℃范围之内。即，如果选用热膨胀系数超出上述范围的玻璃，则加大与组成板状陶瓷体2的陶瓷之间的热膨胀系数的差距，完成玻璃煅烧后进行冷却时，易发生开裂或剥离等敞端。
此时，包含在电阻发热体5内的玻璃，宜选用其软化点低于组成玻璃层4b玻璃的玻璃态转化温度者为宜，这样，可克服将在后面介绍的，由电阻发热体5的煅烧时的热滞性而导致的玻璃层4b的软化变形，以及影响电阻发热体5的阻抗值的分布等弊端。
另外，作为组成电阻发热体5的玻璃，宜选用含有Zn2SiO4、Zn3B2O6、Zn3(BO3)2、Zn(BO2)2、SiO2中至少一种结晶的玻璃材料。这些结晶因热膨胀系数小，具有降低电阻发热体5的热膨胀系数的效果同时，即使玻璃出现裂纹，亦可通过上述结晶的特点来抑制裂纹延伸，所以，过去经过50℃～350℃热循环试验，最多反复10,000次循环寿命延长到20,000次，从而，可提供高寿命电阻发热体5的陶瓷加热器1。
尤其，采用针状结晶结构，则细而长的结晶分散到玻璃中，所以，可进一步提高电阻发热体5的强度。
电阻发热体5的玻璃中含有Zn2SiO4、Zn3B2O6、Zn3(BO3)2、Zn(BO2)2、SiO2中至少一种结晶的方法，宜采用结晶或分散到玻璃中方式。
例如，采用结晶方式，则高温熔化含有上述结晶成份。如Zn、B、Si中至少一种的玻璃，将所熔化玻璃在生成结晶核温度范围下保持1小时左右，待充分生成结晶核之后，再升温到结晶生长温度，生成结晶化玻璃为佳。
除上述结晶方式之外，还可以利用分散法，即玻璃粉末与含有Zn2SiO4、Zn3B2O6、Zn3(BO3)2、Zn(BO2)2、SiO2中至少一种粉末物的混合物糊，加以煅烧，分散到玻璃中亦可。
另外，有关电阻发热体5的玻璃中所含有的结晶的鉴定可采用X线衍射仪，另外，有关玻璃层4b的转化温度及电阻发热体5中的玻璃软化点的测量采用差动热分析仪，一边上升温度一边测量热量得失情况，然后，取基线的最初吸热转移部分与渐近线的交叉点为玻璃态转化温度，其后出现的较缓慢的发热峰的两侧渐近线的交叉点作为玻璃的软化点为佳。
另外，形成电阻发热体5的金属可选自Au、Ag、Pd、Pt、Rh、Ir等元素，其中，Pt、Au或它们的合金很难产生转移(migration)，故可防止电阻发热体5的裂化同时，因Pt、Au等具有卓越的抗氧化性能，故可将50℃～350℃的热循环试验的寿命次数延长至25,000次。
形成电阻发热体5的玻璃和金属的理想混合比例是，按重量比在40∶60～80∶20之间。因为，玻璃和金属混合比例小于40∶60时，玻璃量太少，电阻发热体5容易产生剥离现象。相反，玻璃和金属的混合比例大于80∶20时，金属含量太少，在体积固有的电阻值发生局部不均衡，无法均匀加热加热器30的加热面3，或者电阻发热体5容易发生线路断落。
另外，组成加热器30的氮化铝质烧结体最好使用高热传导性的材质。例如，氮化铝为主要成份的烧结助剂，如果采用Y2O3或Er2O3、Ce2O3、Yb2O3等1～9重量％范围的稀土元素化合物时，可以得到100W/(m·K)或150W/(m·K)以上热传导率，是非常合适的加热部30材料。
还有，形成加热部30的烧结氮化铝材料的表面形成含Al氧化物膜4a的方法有，将烧结氮化铝材料放在850～1200℃的氧化环境中，维持1～10小时左右，进行热处理。在这种条件下氧化，就可以生成氧化铝组成的氧化物膜4a。
在此，规定的热处理温度为850～1200℃，这是因为超过1200℃时，氧化膜的生成速度过快，容易在氧化物膜4a表面发生裂纹，相反，低于850℃时，不利于生成氧化物膜4a，并且无法用氧化物膜4a来覆盖烧结氮化铝材料的全部表面。
形成在烧结氮化铝材料表面的氧化物膜4a最佳厚度T为0.05～5μm。如果氧化物膜4a的膜厚度T不到0.05μm时，无法通过氧化作用完全覆盖烧结氮化铝材料的全部表面，所以烧结氮化铝材料与空气中的水份发生化学反应。所释放的氨气或胺系气体，退化在晶片W上形成的感光性树脂的性质。相反，如果氧化物膜4a的厚度T超过5μm，在形成氧化物膜4a后的冷却过程中，表面氧化物膜4a的收缩程度大于形成加热部30的烧结氮化铝材料的收缩程度(烧结氮化铝材料的热膨胀系数：4.7×10-6/(20～400℃)，氧化铝为主要成份的氧化物膜4a的热膨胀系数：7.3×10-6/(20～400℃))，因此氧化物膜4a上一直存在拉伸应力。在这种状态下，施加电阻发热体5的升温以及强制空气冷却导致的热冲击时，电阻发热体5上必然会产生裂纹。
对于含Al氧化物膜4a的形成方法来说，除了烧结氮化铝材料表面的氧化方法之外，也可以使用氧化铝或钇、铝、石榴石(YAG)等氧化物膜4a的溅射法、CVD法、PCD法等粘附在上面，至少保证烧结氮化铝材料的表面不外露即可。
还有，作为板状陶瓷体2举例介绍了氮化铝，但是作为板状陶瓷体利用碳化硅，利用含Si氧化物膜4a，也可以得到与氮化铝相同的效果。
并且，本发明中的陶瓷加热器1为了支撑板状陶瓷体2周围的底部，接触部材17采用环状连接，并且外壳19直径和板状陶瓷体2的直径DP可以设置成一样长，所以可以加长板状陶瓷体2的直径。所以即使将低温晶片W加载到高温晶片加热面上，也不会降低晶片W周围的温度，因此可以通过板状陶瓷体2周围的非发热区域中所储蓄的热量来加热晶片W周围。
如图6所示，本发明的陶瓷加热器1为了包住板状陶瓷体2周围的截面，上述接触部材17以环状连接，防止板状陶瓷体2周围部分的热损失，降低晶片W面内的温差。尤其是，板状陶瓷体2周围的截面接触到接触部材17，减少了板状陶瓷体2的直径，将电阻发热体5的热量有效地供应给晶片W。并且，将低温晶片W加载到高温晶片上时，可以向晶片W周围部分供应较多的热量，所以有必要在板状陶瓷体2的周围储备大量的热量。作为该热量的储备区域，板状陶瓷体2的周围需要有不存在电阻发热体5的非发热区域。
如果要降低正常状态下晶片W的面内温差，电阻发热体5外切圆的直径需要比晶片W的直径大3～5％左右。所以，板状陶瓷体2直径DP要比晶片W直径大4～17％左右为佳。并且，通过维持板状陶瓷体2周围的截面，可以降低板状陶瓷体2的非发热区域。另一方面，为了增加非发热区域的储热量，能以加大非发热区域的板状陶瓷体2厚度的方法，调整非发热区域的热容量。
还有，板状陶瓷体2外切圆直径D达到板状陶瓷体2直径DP的90～99％为佳。
如果电阻发热体5的外切圆C直径D小于板状陶瓷体2的直径DP的90％时，非发热区域过大，晶片的快速升温或降温时间变长，晶片W的温度响应特性变差。而且，板状陶瓷体2的直径DP变长，可均匀加热的晶片W尺寸比板状陶瓷体2的直径DP小，对晶片W的加热电力来说，晶片的加热效率会受到影响。并且，板状陶瓷体2会变大，增加了晶片制造装置的安装面积。需要利用最小的安装面积，实现最大生产能力的半导体制造装置的安装来说，降低了对安装面积的运用率，所以不可取。
如果电阻发热体5的外切圆C直径D大于板状陶瓷体2直径DP的99％时，非发热区域过小，此时，将低温晶片W加载到高温晶片加热面3时，会降低晶片W的周围温度。所以担心晶片W面内温差较小的状态下可能无法提高晶片W温度，而且接触部材17和电阻发热体5外围之间的间隔小，电阻发热体5外围部的热量不均匀地流向接触部材17。尤其是，外围部电阻发热体5的对称性被破坏，热量通过有泄漏的微小部分损失掉，降低温度，有可能加大晶片W在正常时的面内温差。
更好是，电阻发热体5外切圆C的直径D为板状陶瓷体2直径DP的92～97％。
尤其是，板状陶瓷体2和外壳19的外形大致相同，外壳19从底部支撑板状陶瓷体2的如图1所示的陶瓷加热器1时，要降低晶片W的面内温差，电阻发热体5的外切圆C直径D要达到板状陶瓷体2直径DP的92～95％，最好是能达到93～95％。
另外，外壳19包住板状陶瓷体2周围端面的、图6所示的陶瓷加热器时，电阻发热体5的外切圆C直径D达到板状陶瓷体2直径DP的95～98％为佳，最好能达到96～97％。
如上所述，不仅可以通过非加热区域的宽度来调整热容量，另一方面，为了增加非发热区域的储热量，还可以通过加大非发热区域板状陶瓷体2厚度的方法，增加非发热区域的热容量，防止晶片W周围的降温。
本发明的陶瓷加热器1，只介绍了板状陶瓷体2周围的底部连接外壳19、或者板状陶瓷体2周围的截面上通过外壳连接的例子。同时，理所当然地包括了周围底部和周围截面两侧同时连接外壳19的、不脱离上述主旨之范围内的陶瓷加热器1。
并且，如果要更好地实现这种效果，带状电阻发热体5膜的理想厚度为5～70μm。
如果带状电阻发热体5的膜厚度低于5μm，那么利用丝网印刷方法印制带状电阻发热体5时，很难控制膜厚度的均匀性。而且，带状电阻发热体5的厚度超过70μm时，就算对于外切圆C的带状电阻发热体5所占的面积比率为50％以下，带状电阻发热体5的厚度加大，电阻发热体5的硬度变大，随着板状陶瓷体5的温度变化，带状发热体5的伸缩有可能造成板状陶瓷体2出现变形，或者通过网印无法印制均匀的厚度，而且晶片W表面的温差有可能变大。并且，理想的带状电阻发热体5厚度为10～30μm。
以下介绍本发明陶瓷加热器1的其他结构。外壳19有冷却上述板状陶瓷体2的喷嘴24。上述外壳19的特点是，热容量为上述板状陶瓷体2热容量的0.5～3.0倍。
如果外壳19的热容量低于板状陶瓷体2热容量的0.5倍时，喷嘴24所喷射出的冷却气体碰到板状陶瓷体2，夺走板状陶瓷体2的热量，加热冷却气体的热量保存到外壳19中的量过少，无法适当储备板状陶瓷体2的热量，所以对板状陶瓷体2的降温效果会很小。
如果外壳19的热容量超过板状陶瓷体2热容量的3.0倍，则外壳19的热容量过大，所以尽管将板状陶瓷体2的热量通过冷却气体，储存到外壳19中，但是加热板状陶瓷体2时，板状陶瓷体2的辐射热量过量传递到外壳19，所以就算加热板状陶瓷体2，升温速度有可能会变慢。外壳19的理想热容量是板状陶瓷体2热容量的0.7～1.2倍，最好是0.9～1.2倍。热容量控制在这样的范围内，所以板状陶瓷体2的热量通过喷嘴24所喷射出的冷却气体，传递到外壳19的同时，有效地排到外部。尤其，金属外壳的热容量接近板状陶瓷体2的热容量时，大约一半左右的板状陶瓷体2热量传递到金属外壳，通过金属外壳表面释放到外部，因此板状陶瓷体2的温度很容易降低。并且，可以有效去除加热板状陶瓷体2的热量，所以能快速降低板状陶瓷体2温度的同时，将板状陶瓷体2加热成电阻发热体5时，可以有效地快速提高温度。
如果要变更对外壳19热容量的板状陶瓷体2热容量比率的话，变更外壳19热容量的方法来调整比较好。因为，对氮化硅或氮化铝制的大小相同的板状陶瓷体2来说，氮化铝的热容量比碳化硅的热容量大几％到10％左右，但是本发明中板状陶瓷体2的外形或厚度大致相同，所以大幅度变更板状陶瓷体2的热容量是较困难的。但是，通过调整外壳19的金属板厚度或外壳19深度，或者更换材质的方法，就可以将外壳19的热容量调整到适当的程度。
还有，如果要缩短陶瓷加热器1的温度上升时间或冷却时间，则上述外壳19的表面积S(cm2)和上述外壳19体积(V)(cm3)之间的比率(S/V)为5～50(1/cm)时，更有效地加热或冷却板状陶瓷体2，所以被证明为理想的方法。
如果比率(S/V)小于5(1/cm)时，对外壳19体积(V)的表面积S比率小，所以通过外壳19表面吸收到的热量，释放到外壳19外部的效率低，并且热量很容易残留在外壳19。因为当加热板状陶瓷体2时，放射热很容易被外壳19吸收，所以很难快速提高板状陶瓷体2的温度。
如果比率S/V超过50(1/cm)的话，被喷嘴24所喷射，碰到板状陶瓷体2夺取热量的冷却气体，不会被外壳19有效地冷却掉，而且冷却气体的热量会传递到外壳19，快速提高外壳19温度，所以无法有效冷却板状陶瓷体2，因此要达到整个板状陶瓷体2的降温，所需的冷却时间可能要长。
比率S/V在11～20(1/cm)之间为佳，最好是在13～15(1/cm)之内。
以下介绍将比率S/V调整为上述范围内的具体方法。一般来说，增加外壳19的金属板厚度，S/V就会变小。所以外壳19侧壁的厚度为0.5～3mm，底板的厚度为1～5mm为佳。最好侧壁的厚度为0.5～2mm，底板的厚度为1～3mm。还有，使外壳19的外围成凹凸状的话，可以增加外壳19的表面积，可以将比率(S/V)调整为上述的适当范围。
这里所指的外壳19是，组成陶瓷加热器1外表面的部件中的、除了板状陶瓷体2和接触部材17之外的、外表面由金属制成的金属部件。
另一方面，喷嘴24所喷射出的冷却气体，碰到板状陶瓷体2的下面后，随着板状陶瓷体2的底部放射状散开，当撞到外壳19或安装在外壳19上的部件和材料时，改变前进方向，通过外壳19底部21的排放孔23，排放到陶瓷加热器1的外部。还有，上述的冷却气体夺走板状陶瓷体2的热量，将一部分热量传递给外壳19，然后冷却气体被排放掉。传递到外壳19的板状陶瓷体2中的一部分热量，通过外壳19的外侧被有效地释放掉。通过喷嘴24喷射出地冷却气体，强烈碰撞到板状陶瓷体2的底部，所以能有效夺走板状陶瓷体2的热量。加热的冷却气体向外壳19传递热量的过程中被排放掉，但是如果要增加喷嘴24所喷射出的冷却气体的流速，提高排放效率的话，针对多个喷嘴24开口部24a的总面积S1，安装1000～3200倍面积S的排放口23为佳。
对于喷嘴24开口部24a的总面积S1，S2的面积为1000倍以下时，排气孔23太小，降低喷嘴24所喷射出的冷却气体碰撞量，随之降低了板状陶瓷体2的冷却效率，所以不可取。
对于喷嘴24开口部24a的总面积S1，S2的面积超过3200倍时，将会减少被板状陶瓷体2加热的冷却气体传递到外壳19的热量，所以对板状陶瓷体2的冷却效果会受到影响。
因此，对于喷嘴24开口部24a的总面积S1来说，如果是面积S2达到1000～3200倍的排气孔23的话，冷却气体有效碰撞到板状陶瓷体2，促进被板状陶瓷体2和外壳19所围绕着的冷却气体循环，然后通过排气孔23排放。面积S2达到S1的1500～2500倍为佳。最好是能达到1700～2300倍。
按上述的方法排放冷却气体时，被外壳19和板状陶瓷体2所围绕的空间与外部空间之间的压力差P达到50～13kPa，所以具有优越的冷却特性。
压力差P为50Pa以下时，冷却气体的流量少，无法在短时间内冷却板状陶瓷体2。
如果压力差P超过13kPa的话，内部压力增加，用板状陶瓷体2和金属外壳所围绕的空间扩大，容积变大，导致板状陶瓷体和外壳19位置错位，加载到板状陶瓷体2的晶片温度分布有可能会发生变化。
压力差P在100Pa～1kPa范围为佳，更好是在200Pa～500Pa范围内。
设计时，需要将电阻发热体5安装在离晶片加热面3一定的距离，使电阻发热体5的对向间隔S成为板状陶瓷体2板厚度T的5倍以下。
安装成能将直径超过200mm的大型晶片W均匀加热、或者加热到高温的话，对向间隔S设置成0.5mm以上为佳。
这里所指的对向间隔S是，如图7、8所示，从电阻发热体5的外切圆中，与电阻发热体5的带相切的最大圆的直径来表示。
因为如果上述间隔S超过板状陶瓷体2板压T的5倍时，间隔S中心附近的温度降低，板状陶瓷体2的晶片加热面3上加载的晶片W上有可能发生冷却点(cool spot)。如果间隔S小于0.5mm时，用丝网印刷方法印刷电阻发热体5的话，受渗墨等影响，电阻发热体5的带和带之间有可能发生短路(short circuit)，所以无法降低晶片W的面内温差。
然后向供电部6通电，使电阻发热体5发热，然后将板状陶瓷体2置于中间，加热晶片加热面3上的晶片W。根据本发明，陶瓷加热器1上介入支撑板状陶瓷体2的接触部材17，与有底板的外壳19连接，所以通过连接在板状陶瓷体2上的接触部材17，能防止板状陶瓷体2的不必要的热量损失，因此在短时间内有效实现板状陶瓷体2的裂纹，可以均匀加热晶片W的温度。
并且，因为通过碳化硅或烧结氮化铝来形成板状陶瓷体2，所以就算加热到杨氏模量(Young′s modulus)为200Gpa以上，变形也很小，而且可以维持薄的板厚度。并且可以缩短加热到规定处理温度为止的升温时间以及从规定的处理温度开始冷却到室温为止的冷却时间，能提高生产性的同时，板状陶瓷体2具有60W/(m·K)以上的热传导率，所以即使通过薄厚度板，也可以快速传递电阻发热体5的焦耳热(Joule heat)。
如上所述，如果要减少板状陶瓷体2的热容量的话，有底板的外壳19造成拉引应力，所以会影响到板状陶瓷体2的温度分布。因此，采用有底板的外壳19从外围部支撑板状陶瓷体2的结构。
(带空孔的电阻发热体)
根据本发明的陶瓷加热器来说，可以配合以下将要介绍的空孔。
以下，要介绍本发明相关的、与空孔配合的电阻发热体的实施方式。
给本发明的陶瓷加热器1施加大额电压，快速加热到规定温度，然后在冷却时，通过向陶瓷加热器1加热面3的相反侧表面喷气，进行强制性冷却，形成热循环。但是，根据发现本发明的陶瓷加热器1沿着板状陶瓷体2和上述电阻发热体5之间的界面，在上述电阻发热体5上配备空孔7，以此来缓解板状陶瓷体2和上述电阻发热体5热膨胀系数之间的微妙差异所产生的板状陶瓷体2和电阻发热体5之间的接合界面热应力的效果。
图13b为图13a的电阻发热体5和板状陶瓷体2之间接合界面的放大图。如果没有图13b所示的空孔7的话，反复快速加热和冷却陶瓷加热器1时，在上述接合界面反复发生热应力，所以导致裂纹，加大置于陶瓷加热器1加热面3的晶片W的面内温差，或者电阻发热体5被剥离，有可能失去陶瓷加热器1功能。
还有，对在如图14a所示的板状陶瓷体2上形成玻璃层等绝缘层4、再在其上形成电阻发热体5的陶瓷加热器1来说，如图14b所示沿着板状陶瓷体2和绝缘层4之间的界面在上述绝缘层中配备空孔7，因此消除了在绝缘层4和板状陶瓷体2之间产生裂纹或剥离的隐患。这可能是因为，空孔7存在于接合界面，缓解了板状陶瓷体2和绝缘层4之间热膨胀系数的差异所带来的热应力。
利用与空孔7在截面中所占的面积相同之圆的直径，可以求上述空孔7的大小。而且，空孔7的大小为0.05～50μm时，就算上述热应力反复作用于接合界面，也不会在接合界面发生裂纹。如果空孔7的大小小于0.05μm的话，被作用于接合界面的反复热应力，接合界面有可能会发生裂纹。如果空孔7大小超过50μm的话，空孔7本身就成为裂纹的发生原因，所以抑制接合界面发生裂纹的效果会更小。上述空孔7大小在3～20μm范围为佳，最好在5～15μm范围之内。在这里，空孔7的大小是，通过垂直于板状陶瓷体2的主面，研磨加工板状陶瓷体2和绝缘层4或者电阻发热体5之间的截面，从截面200、500、1000、5000、10000、100000倍率的8×10cm大小的SEM照片的各1张中，取全部0.5mm以上的空孔，利用各空孔7所占面积相当的圆的直径来读取。
上述空孔7大小的平均值在1～30μm范围为佳。空孔7大小的平均值是，与绝缘层4大致形成直角的截面中，从截面200、500、1000、5000、10000、100000倍率的8×10cm大小的SEM照片各一张中，取全部0.5mm以上的空孔，求相当于实际大小为0.05μm以上的空孔7所占之面积的圆的直径Di，再从Di的平均值利用图像处理装置来求出空孔大小平均值。如果空孔7大小的平均值低于1μm的话，给陶瓷加热器1反复施加快速升温和降温的热循环时，缓解热应力的效果下降，发生裂纹，容易扩大，耐久性下降。而且，平均值超过30μm的话，所发生的裂纹会快速扩大，当发生细微裂纹时，接合界面有可能马上被剥离或脱落。
上述空孔7在上述的截面SEM照片中呈现圆形为佳。因为空孔7的截面为圆形时，就算发生裂纹，当裂纹横穿空孔7时，空孔7的内部发生防止裂纹扩大的力量，可以起到防止裂纹扩大的作用。
并且，像本发明那样在板状陶瓷体2上形成电阻发热体5或绝缘层4时，上述的空孔7沿着接合界面，大致呈直线形分布。分布在直线上的空孔7线密度在1000～500000个/m范围之内为佳。
这里所说的线密度是，板状陶瓷体2和电阻发热体5之间的接合界面或绝缘层4之间接合界面的截面SEM照片按200倍率、500倍率、1000倍率、5000倍率、10000倍率各拍三张，各张照片中接合界面上的长度10cm的带状区域中，各照片上0.5mm以上的空孔7数除相当于10cm的实际大小，求出的值中，取最大值作为线密度。
如果空孔7的线密度低于1000个/m的话，接合界面上所产生之细微裂纹的防扩大效果不明显，所以不能低于1000个/m。另一方面，如果空孔7的线密度超过500000个/m的话，空孔7密度过大，降低接合界面的热传导率，同时接合界面的强度下降，很难均匀加热加热面3的同时，当发生细微裂纹时，裂纹马上扩散到整个接合界面，所以不能超过500000个/m。
并且，如果要将本发明的空孔7沿着板状陶瓷体2和绝缘层4或者电阻发热体5之间的界面排列的话，要在低于大气压的氧化分压环境或低温下形成由氮化物或碳化物形成的板状陶瓷体2的表面氧化膜，或者在板状陶瓷体2的主面涂布微粒的Si3N4等发泡剂，形成绝缘层4或电阻发热体5，就可以形成所需的空孔7。
将上述导电粒子所围绕的绝缘性组成物块以及/或配合空孔的电阻发热体，如图19～21所示，按传统的布线图形装到陶瓷加热器也行。但是按照如下所示的布线图形(例如图16或18所示的布线图形)安装到陶瓷加热器的话，还可以额外提高陶瓷加热器的均热性。
(电阻发热体的布线图形)
本发明的陶瓷加热器1中，板状陶瓷体2的内部或主面形成的带状电阻发热气5的形态为，如图16所示，连接具有几乎同样线宽的圆弧带5i～5p和折回小圆弧带5q～5v，大致呈同心圆。也就是说，电阻发热体5是由连接几乎等距离大致形成同心圆的半径配置的、其他圆弧带5i～5p和沿半径方向相邻的圆弧带5i～5p之间而形成串联电路的折回圆弧带5q～5v构成，且圆弧带5i、5j的端部成为供电部6。所以，圆弧带5i和圆弧带5j、圆弧带5k和圆弧带5m、圆弧带5n和圆弧带5o、以及圆弧带5p分别形成圆，并且各个圆都按同心圆状分布，所以如果发热电阻发热体5，则晶片加热面3的温度可以由中心向周围边缘呈同心圆状分布。
沿半径方向相邻的圆弧带5i、5j和圆弧带5k、5m，圆弧带5k、5m和圆弧带5n、5o，圆弧带5n、5o和圆弧带5p之间的距离L4、L5、L6都按等距离排列，可以保证各圆弧带5i～5p的单位体积发热量相同，可以能抑制晶片加热面3上半径方向的发热斑点。
另一方面，置于相同圆周上的一对折回小圆弧带5q和折回小圆弧带5r、折回圆弧带5s和折回小圆弧带5t、折回小圆弧带5u和折回小圆弧带5v之间的各个距离L1、L2、L3相应地小于沿半径方向相邻的圆弧带图形5i～5p之间的各个距离L4、L5、L6很重要。
也就是说，为了提高晶片加热面3的均热性，不仅是圆弧带5i～5p，折回小圆弧带5q～5v也有必要使单位体积的发热量相同。在通常的设计上，位于同一个圆周上的一对折回小圆弧带5q～5v之间的距离L1、L2、L3和，沿半径方向相邻的圆弧带5i～5p之间的距离L4、L5、L6是相同的。在这样的图形下，圆弧带5i～5p和折回小圆弧带5q～5v之间的折回部P5周围的发热密度会变小，因此折回部P5的外侧温度降低，加大晶片W的面内温差，破坏均热性。对此，本发明是位于同一个圆周上的一对折回小圆弧带5q～5v之间的距离L1、L2、L3小于沿半径方向相邻的圆弧带5i～5p之间的各个对应距离L4、L5、L6，所以折回部P5的发热量，通过相对的折回小圆弧带5q～5v的发热所补充，因此可以抑制在折回部P5中的降温。所以能减少装在晶片加热面3的晶片W的面内温差，提高均热性。
尤其，位于圆周上的一对折回小圆弧带5q～5v之间的距离L1、L2、L3设为沿半径方向相邻的圆弧带5i～5p之间各个对应距离L4、L5、L6的30％～80％时，晶片加热面3的均热性可以提高到最大。更好是L1、L2、L3的各个距离对应成为L4、L5、L6距离的40～60％。
并且，本发明的电阻发热体5，由圆弧带5i～5p和折回小圆弧带5q～5v组成，所以与传统的长方形折回电阻发热体相比，不会给边缘部施加过多的应力，就算快速提高或降低陶瓷加热器1的温度，造成板状陶瓷体2或电阻发热体5损伤的可能性也变小，能提供高可靠性的陶瓷加热器1。
上述的电阻发热体5埋设在板状陶瓷体中时效果明显，同时将带状电阻发热体5排列在板状陶瓷体2的另一侧主面时也有同样的效果。尤其是，另一侧的主面上形成带状电阻发热体5的情况下，其电阻发热体5上形成表面涂层的绝缘层时，提高了板状陶瓷体2或电阻发热体5的防破损效果，所以是可取的方式之一。
另一方面，上述电阻发热体，以同心圆状可独立加热的多个发热体组成。其特点是同心圆状最外周的电阻发热体带和其内侧带之间的间隔小于除上述最外周独立电阻发热体之外的电阻发热体的同心圆状带的间隔。通过形成这样的电阻发热体5，容易补充板状陶瓷体2的外围部所释放的热量，防止晶片W面周围的温度下降，所以是可取的方式之一。
本发明所涉及的陶瓷加热器1，宜分成3个与晶片W的晶片加热面3对应的同心圆环状的电阻发热体带(zone)4。因为，若要均匀加热板状晶片W的表面，会受晶片W周围氛围或面向晶片W的壁面或气流影响，为了消除板状晶片W的表面温度分布不均匀，本发明中把晶片W周围或面向晶片W的上部壁面或气流设计成以晶片W为中心形成对称结构。若要均匀加热晶片W，需要以晶片W为中心保持对称，且符合上述环境要求的陶瓷加热器1，为此，将晶片加热面3按中心对称方向分隔形成了多个电阻发热体带4。
特别是，若要保证300mm以上的晶片W的表面温度分布均匀，宜分成3个同心的圆环状电阻发热体带。
图17(a)是本发明所涉及的电阻发热体带4示意图。在板状陶瓷体2的一侧主面上具有多个电阻发热体带4，在中心部具有圆形的电阻发热体带4a，在其外侧具有同心的3个圆环状电阻发热体带4b、4cd和电阻发热体带4eh。为了改善晶片W的受热均匀性，与4个电阻发热体带对应分割电阻发热体5。
本发明所涉及的上述陶瓷加热器1，中心部电阻发热体带4a的外径D1宜为外周部电阻发热体带4eh外径D的20～40％，其外周部电阻发热体带4bc外径D2宜为外周部电阻发热体带外径D的40～55％，最外周电阻发热体带内径D3宜为最外周电阻发热体带外径D的55～85％，这样可使晶片W表面温差减小。
外周部电阻发热体带4eh外径D是指，在与板状陶瓷体2另一侧主面平行的投影面上，组成上述电阻发热体带4eh的电阻发热体5eh的外切圆的直径。电阻发热体带4b的外径D2是指，组成上述电阻发热体带4b的电阻发热体5b的外切圆的直径。内径D3是电阻发热体5cd内切圆的直径。除了与供电部连接的电阻发热体突出部之外，外切圆直径可通过同心圆弧求出。
若外径D1小于外径D的20％，因中心部电阻发热体带4a的外径过小，即使增大电阻发热体带4a的发热量，电阻发热体带4a中心部的温度也不上升，可能导致中心部温度下降。另外，若外径D1大于40％，因中心部电阻发热体带4a的外径过大，在提高中心部的温度时，电阻发热体带4a周边部的温度也会上升，可能导致电阻发热体带4a周边部的温度过高。外径D1宜为外径D的20～30％，最好在外径D1为外径D的23～27％范围，这样可进一步缩小晶片W的表面温差。
若外径D2小于外径D的40％，因陶瓷加热器1周边部容易冷却，在为抑制晶片W周围的温度下降而提高电阻发热体带4cd的发热量时，靠近晶片W中心的电阻发热体带4cd内侧温度升高，可能导致晶片W的表面温差升高。相反，若外径D2大于外径D的55％，在为了抑制晶片W周围温度下降而增加电阻发热体带4cd的发热量时，虽然电阻发热体带4cd的温度上升，但晶片W周围温度的下降影响到电阻发热体带4b，可能导致电阻发热体带4b外侧温度下降。外径D2宜为外径D的41％～53％，最好在43～49％范围，这样可进一步缩小晶片W的表面温差。
若外径D3小于外径D的55％，陶瓷加热器1周边部容易冷却，在为了抑制晶片W周围温度下降而提高电阻发热体带4eh发热量时，靠近晶片W中心的电阻发热体带4eh内侧温度升高，可能导致晶片W的表面温差升高。若外径D3大于外径D的85％，在为抑制晶片W周围温度下降而增加电阻发热体带4eh发热量时，虽然电阻发热体带4eh的温度上升但晶片W周围温度的下降影响到电阻发热体带4cd，可能导致电阻发热体带4cd外侧降温。外径D3宜为外径D的65％～85％，最好在67～70％的范围，这样可进一步缩小晶片W的表面温差。
已发现，如上所述由多个电阻发热体5组成的陶瓷加热器1，可补偿周围环境引起的细微的左右或前后非对称，或对称发热体厚度的不均匀，同时可进一步缩小晶片W的表面温差。
图17(b)显示本发明所涉及的陶瓷加热器1的电阻发热体带4的一例。3个圆环状电阻发热体带4b、4cd、4eh中，最内侧电阻发热体带4b为圆环电阻发热体带4b；其外侧电阻发热体带4cd，宜由圆环径向平分所得2个扇形电阻发热体带4c、4d组成；再外侧电阻发热体带4eh，宜由圆环径向4等分的4个扇形电阻发热体带4e、4f、4g、4h组成，这样可使晶片W的表面温度分布均匀。
若上述的陶瓷加热器1各电阻发热体带4a～4g可独立发热，与各电阻发热体带4a～4g对应具有电阻发热体5a～5g，其效果更佳。
但是，在作为陶瓷加热器1外部环境之一的安装环境不频繁变更时，可把带4a和带4b并联或串联成一个电路后加以控制。这样组成时，带4a和4b间可设置一定的间隔，因此可制成安装升降销用通孔，升降销用于举起晶片W。
圆环状电阻发热体带4cd、4eh虽然分别按径向2分或4分，但不限于此。
图17(b)的电阻发热体带4c、4d的界线为直线，但不限于此，也可以是波浪线，电阻发热体带4c、4d宜以同心发热体带为中心形成对称结构。
同样，电阻发热体带的4e和4f、4f和4g、4g和4h、4h和4e间的界线也不一定是直线，也可以是波浪线，宜以同心发热体带为中心形成对称结构。
上述的各电阻发热体5用印刷法等制作，电阻发热体5带宽度宜为1～5mm，厚度宜为5～50μm。若一次印刷的印刷面过大，因印刷面左右或前后的刮板(squeegee)和丝网间存在压力差，可能导致印刷厚度不均匀。特别是若电阻发热体5过大，因电阻发热体5的左右前后的厚度不同，可能导致设计的发热量不均匀。发热量不均匀时，晶片W的表面温差会加大，因此不可取。已发现，若要抑制电阻发热体厚度不均匀导致的温度不均匀，把组成单个电阻发热体的外径大的各个电阻发热体5进行分割是行之有效的方法。
因此，除晶片加热面3中心部以外的同心圆环状电阻发热体带4cd左右分割，并把大圆环状电阻发热体带4eh进一步分成4份，可把位于电阻发热体带4的电阻发热体5的印刷大小减小，从而使电阻发热体5各部分的厚度均匀，同时补偿晶片W前后左右的细微的温差，使晶片W表面温度分布均匀。进一步，若要微调各电阻发热体5带的电阻值，可通过沿电阻发热体用激光等刻出长槽调整电阻值。
图18所示电阻发热体5a、5b、5c、5d、5e、5f、5g、5h的图形分别是折回图形。
本发明所涉及的陶瓷加热器1是，在板状陶瓷体2一侧主面具有发热体5的陶瓷加热器1。如图18所示，位于板状陶瓷体2外周部的上述电阻发热体5e、5f、5g、5h，其远离板状陶瓷体2中心的部位，宜由同心的圆弧带51和与这些连接的连结图形即小圆弧带52组成。由给上述电阻发热体5供电的供电部6和包覆此供电部6的金属外壳19组成，在上述板状陶瓷体2另一侧主面具有晶片加热面，从平行于一侧主面的投影面来看，上述电阻发热体5外切圆C的直径D宜为上述板状陶瓷体2直径DP的90～97％。
电阻发热体5的外切圆C的直径D不宜小于板状陶瓷体2直径DP的90％。因为这时迅速升或降晶片温度所需时间变长，而晶片W的温度响应特性降低。并且，若要均匀加热晶片W的表面以抑制晶片W周边部降温，电阻发热体5的外切圆C的直径D宜为晶片W直径的1.02倍左右，所以相对于晶片W的大小，板状陶瓷体2的直径DP过大，能够均匀加热的晶片W大小相对于板状陶瓷体2直径DP过小，加热晶片W所施加的晶片W加热效果相对降低。并且，因板状陶瓷体2变大，晶片制作设备的安装面积也要变大，降低了需要以最小的安装面积进行最大生产的半导体制作设备的运转率/安装面积比。
若电阻发热体5外切圆C的直径D大于板状陶瓷体2直径DP的97％，接触部材17和电阻发热体5外周的间隔小，热从电阻发热体5外周部不均匀地流入接触部材17，特别是，热还会从与外周部外切圆C相邻的不存在圆弧状图形51部分流入，外周部的圆弧状图形51向板状陶瓷体2的中心部弯曲，所以在沿着电阻发热体5外切圆C的没有圆弧状图形51P部分的温度降低，可能导致晶片W的表面温差加大。电阻发热体5的外切圆C的直径D最好在板状陶瓷体2直径DP的92～95％范围。
如图1所示，板状陶瓷体2与金属外壳19的外径大致相等，若要在金属外壳19从下面支撑板状陶瓷体2情形下，减小晶片W表面的温差，电阻发热体5外切圆C直径D宜为板状陶瓷体2直径DP的91～95％，最好在92～94％范围。
本发明所涉及的陶瓷加热器1，比如图18所示，宜具有与电阻发热体5的外切圆C相接的圆弧状图形51和、与此圆弧带51连续连接的连结图形即小圆弧带52，在部分上述外切圆C上没有上述圆弧状图形的空白带P的间隔L1宜小于上述板状陶瓷体直径DP和上述外切圆C直径D的差值以下称LL)。间隔L1大于LL时，空白带P的热流入板状陶瓷体的周边部，可能导致空白带P的温度下降。因此间隔L1宜小于LL，这时空白带P温度不易下降，放置于板状陶瓷体2晶片加热面3的晶片W周边部部分温度不会下降，晶片W表面温差减小。
为了抑制上述空白带P的温度下降，需提高空白带的温度，宜通过把加热空白带连结图形52的电阻调成一样或稍大来增大发热量，这样可减小空白带P温度下降的可能，使晶片W面内温度分布均匀。用印刷法等制作的电阻发热体5为面状时，减小连结图形即小圆弧带52的线宽Ws使其较圆弧状图形51的线宽度Wp小1～5％，可使连结图形52的电阻增大，连结图形即小圆弧带52的温度高于圆弧状图形51的温度，从而可使晶片W表面温度分布均匀。
板厚度为1～7mm的板状陶瓷体2，一侧主面为放置晶片的晶片加热面3，板状陶瓷体2下面具有电阻发热体5。上述电阻发热体5的厚度宜为5～50μm；在与上述板状陶瓷体2主面平行的投影面上，相对上述电阻发热体5外切圆C面积，上述电阻发热体5的面积宜为外切圆C面积的5～30％。
即，相对电阻发热体5外切圆C面积，若电阻发热体5面积小于外切圆C面积的5％，电阻发热体5相对向的对向域L1，L2，...过大，导致对应于没有电阻发热体5的间隔L1晶片加热面3的表面温度较其他部分低，难以使晶片加热面3的温度分布均匀；相反，若电阻发热体5面积大于电阻发热体5外切圆C的30％，即使已把板状陶瓷体2和电阻发热体5的热膨胀差调低为2.0×10-6/℃以下，因两者间热应力还是过大，再有板状陶瓷体2由不易变形的陶瓷烧结物形成，其板厚度T薄，为1mm～7mm，所以可能导致电阻发热体5加热时晶片加热面3一侧凹陷，板状陶瓷体2弯曲。其结果可能导致晶片W中心部温度较周边低，温度分布不均匀性加大。
相对电阻发热体5外切圆C面积，电阻发热体5面积宜为外切圆C面积的7％～20％，最好在8％～15％的范围。
更具体地讲，电阻发热体5在外周部具有相互对应的对应带，上述对应带间隔L1宜为0.5mm以上、上述板状陶瓷体2板厚度的3倍以下。若上述对应带间隔L1为0.5mm以下，在印刷制作电阻发热体5时，电阻发热体5的对应带会产生须状突起，有可能导致短路。相反，若上述对应带间隔L1大于板状陶瓷体2厚度的3倍时，对应于对应带L1的晶片W表面形成冷却带(coolzone)，有可能导致晶片W表面温差加大。
若要有效体现这些效果，电阻发热体5的膜厚度宜为5～50μm。
若电阻发热体5的膜厚度小于5μm，用丝网印刷方法印刷时，难以使电阻发热体5膜厚度均匀。相反，若电阻发热体5厚度大于50μm时，即使是相对于外切圆C的电阻发热体5所占面积比率为30％以下时，因电阻发热体5厚度大，电阻发热体5硬度变大，板状陶瓷体5温度变化引起的电阻发热体5伸缩，可能导致板状陶瓷体2变形。并且在丝网方法印刷中，难以使厚度均匀，可能导致晶片W表面温差加大。电阻发热体5的厚度最好在10～30μm范围。
下面对结构作详细说明。
图1为本发明所涉及的陶瓷加热器的一例的剖面图，板厚度t为1～7mm，在100～200℃的杨氏模量(Young′smodulus)为200～450Mpa的板状陶瓷体2，其一侧主面作为放置晶片W的晶片加热面3；另一侧主面形成电阻发热体5，具有与此电阻发热体5电连接的供电部6。
作为100～200℃的杨氏模量为200～450Mpa的板状陶瓷体2的材质，有氧化铝、氮化硅、铝硅氧氮耐热陶瓷、氮化铝，特别是其中的氮化铝具有50W/(m·K)以上、甚至100W/(m·K)以上的高传热率，同时还具有优越的耐氟类、氯类等腐蚀性气体或耐等离子的特性，适合用作板状陶瓷体2的材质。
板状陶瓷体2厚度宜为2～5mm。若板状陶瓷体2厚度小于2mm，板状陶瓷体2没有硬度，当喷气孔24等在电阻发热体5正在发热时喷冷却气体时，可能导致板状陶瓷体2不耐冷却热应力发生裂开。另外，若板状陶瓷体2厚度大于5mm，板状陶瓷体2的热容量增大，可能导致加热或冷却时的温度稳定所需时间变长。
本发明所涉及板状陶瓷体2，是利用螺栓贯通固定到有底的金属外壳19的周边部，以此避免板状陶瓷体2和有底金属外壳之间的直接接触，然后，在板状陶瓷体2部插设环状接触部材17，而在有底的金属外壳端插设弹性体18，再用螺母20旋紧固定，赋予弹性，增强稳固性，通过此种连接，在板状陶瓷体2的温度变化时即使有底的金属外壳19变形，也被上述弹性体18吸收，从而抑制板状陶瓷体2弯曲，防止在晶片表面出现因板状陶瓷体2弯曲引起的温度分布不均匀。
如图9、10所示，环状接触部材17的截面无特殊限制，多边形或圆形皆可，但当板状陶瓷体2和接触部材17以平面接触时，若板状陶瓷体2和接触部材17接触的接触部的宽度为0.1mm～13mm，则板状陶瓷体2的热被接触部材17隔开，减小向有底金属外壳19的流量，并可均匀加热晶片W使晶片W表面温差减小。最好在0.1～8mm范围。若接触部材17接触部的宽度为0.1mm以下，可能导致接触固定板状陶瓷体2时接触部变形，接触部材损坏。相反，若接触部材17接触部的宽度大于13mm，则板状陶瓷体2的热流入接触部材，导致板状陶瓷体2周边部的温度降低，难以均匀加热晶片W。接触部材17和板状陶瓷体2接触部的宽度宜为0.1mm～8mm，最好在0.1～2mm范围。
接触部材17传热率宜小于板状陶瓷体2的传热率。若接触部材17的传热率小于板状陶瓷体2的传热率，则可均匀加热放置在板状陶瓷体2上的晶片W表面，同时降低或升高板状陶瓷体2温度时，与接触部材17的传热量小，与有底的金属外壳19间的热影响小，容易迅速变更温度。
若陶瓷加热器1的接触部材17传热率小于板状陶瓷体2传热率的10％，则板状陶瓷体2的热难以流入有底的金属外壳19，板状陶瓷体2通过环境气体(在此为空气)给有底的金属外壳19传热或增加辐射热，效果反而减小。
若接触部材17的传热率大于板状陶瓷体2的传热率，板状陶瓷体2周边部的热被接触部材17隔开流入有底的金属外壳19，加热有底的金属外壳19的同时板状陶瓷体2周边部的温度降低、晶片W表面温差加大，因此不可取。并且，因加热有底的金属外壳19时喷气孔24会喷气，想要冷却板状陶瓷体2时因有底的金属外壳19的温度高，可能导致冷却或加热到一定温度的时间变长。
构成上述接触部材17的材质，若要保证小面积接触部，接触部材杨氏模量宜为1Gpa以上，最好在10Gpa以上。这样的杨氏模量，可使接触部的宽度小到0.1mm～8mm，即使在板状陶瓷体2和有底的金属外壳19间以接触部材17分隔后，再用螺栓16固定时，接触部材17也不会变形，不会出现板状陶瓷体2的错位或平行度变化，可保持较好的精密度。
并且可达到如专利文献4所记述的用添加氟类树脂或玻璃纤维的树脂所制造的接触部材无法达到的精度。
上述接触部材17的材质宜为由铁和碳制成的碳素钢或添加镍、锰、铬的特种钢等金属杨氏模量大的材质。传热率小的材质宜为不锈钢或Fe-Ni-Co类所谓科瓦铁镍钴合金，接触部材17材质宜选用传热率较板状陶瓷体2的传热率小的材质。
因为可减小接触部材17和板状陶瓷体2的接触部，并且即使接触部减小，因接触部缺损引发粒子的可能也很小，维持稳定的接触部，沿着垂直于板状陶瓷体2的面截断的接触部材17截面宜为圆形而非多边形，用截面直径为1mm以下的圆形金属丝作为接触部材17时，不会出现有底的金属外壳19相对于板状陶瓷体2发生位置变化的情形，可均匀加热晶片W表面，并可迅速升降温。
此外，有底的金属外壳19具有侧壁部22和底面21，以板状陶瓷体2在可遮盖有底的金属外壳19的开口部的方式设置。有底的金属外壳19具有用于排出气体的孔23，和与用于给板状陶瓷体2的电阻发热体5供电的供电部6导通的供电端子11，用于冷却板状陶瓷体2的喷气孔24，用于测量板状陶瓷体2温度的热电偶27。
有底的金属外壳19的深度宜为10～50mm，底面21和板状陶瓷体2的间隔宜为10～50mm，最好在20～30mm范围。这是因为通过板状陶瓷体2和有底的金属外壳19相互热辐射，容易使晶片加热面3的温度分布均匀，还有与外部隔热的效果，从而缩短晶片加热面3温度均匀分布所需的时间。
通过设置在有底的金属外壳19内可自由升降的升降销25，可以把晶片W放置在晶片加热面3上或从晶片加热面3举起。并且通过晶片支撑销8，可以使晶片W和晶片加热面3保持分开状态，防止因一侧接触等导致的温度不均匀。
若要通过陶瓷加热器1加热晶片W，需用输送臂(未作图示)把晶片W放置到位于晶片加热面3上的升降销25上，降低升降销25把晶片W放置在晶片加热面3上。
此外，若把陶瓷加热器1用于制作抗蚀膜的情况，在板状陶瓷体2的主成份为碳化硅时，不会出现与空气中的水分等反应而释放气体的现象，所以即使用于晶片W制作抗蚀膜，也不会有负面影响，反而可形成高密度、细密的排列。此时烧结助剂需未含可能与水反应生成氨或胺的氮化物。
另外，构成板状陶瓷体2的碳化硅烧结体，是在主要成分碳化硅中加入硼(B)和碳素(C)等烧结助剂或氧化铝和氧化钇等金属氧化物充分混合加工成平板形态，经1900～2100℃温度下煅烧而成。而碳化硅的主体可以是α型也可以是β型。
另一方面，利用碳化硅烧结体制作板状陶瓷体2时，具有半导电性的板状陶瓷体2与发热电阻5之间的用于确保绝缘效果的绝缘层可以使用玻璃或树脂材质。但如果使用玻璃时，其厚度若小于100μm，那么耐电压也低于1.5kV，故很难发挥理想的绝缘效果；反之，如果厚度超过400μm，那么将会因构成板状陶瓷体2的碳化硅基质烧结体或氮化铝烧结体发生高度热膨胀而引起开裂现象。因此，上述两种情况均不适宜做绝缘层。所以，使用玻璃时须维持绝缘层4厚度在100～400μm之间，最适宜为200μm～350μm。
另外，板状陶瓷体2的晶片加热面3及其相反侧的主面，从与由玻璃或树脂组成的绝缘层4间的良好密着性考虑，理想平面度应在20μm以下，面粗糙度则应以中心线平均粗糙度(Ra)为准研磨为0.1μm～0.5μm。
另外，利用以氮化铝为主的烧结体制作板状陶瓷体2时，在主要成分氮化铝中，添加烧结助剂Y2O3或Yb2O3等稀土类元素氧化物，并根据需要添加氧化钙(CaO)等碱性金属氧化物，充分混合制成平板形状，再经含有氮气的1900～2100℃高温煅烧而成即可。另外，为提高电阻发热体5对板状陶瓷体2的密着性，有时也可选用玻璃制作绝缘层。但如果通过向电阻发热体5添加充足的玻璃，实现理想密着效果时，也可以省略上述程序。
构成绝缘层的玻璃可为晶体也可为非晶体，但宜选用耐热温度为200℃以上且在0℃～200℃之间时，其热膨胀系数在组成板状陶瓷体2的陶瓷的热膨胀系数的-5～+5×10-7/℃的范围内的玻璃。即，如果使用热膨胀系数超过上述范围的玻璃，会因与构成板状陶瓷体2的陶瓷的热膨胀造成较大差异，导致玻璃在烧结后冷却时出现龟裂或剥离等不良现象。
另外，将由玻璃基材形成的绝缘层粘贴于板状陶瓷体2时，可以采用将上述玻璃糊(glass paste)适量滴在板状陶瓷体2中央后，用旋转涂覆法延伸后均匀涂布，或者利用丝网印刷法、浸液法和喷涂法等实现均匀涂覆后，将玻璃糊在600℃以上高温下煅烧而成的方法。另外，利用玻璃基材制作绝缘层时，须先将由碳化硅基质烧结体或氮化铝基质烧结体形成的板状陶瓷体2在850～1300℃高温下加热，并对绝缘层被覆面作氧化处理，以提高与玻璃基质绝缘层间的密着性。
本发明中电阻发热体5排列图形，如图17或图18所示，分割成多个模块，而每个模块都以圆弧状图形或直线状图形，构成漩涡形状或弯曲回旋形状。因此，本发明中陶瓷加热器1得要是对晶片W作均匀加热处理，因此，要求带状电阻发热体5的各部分密度必须均匀。但如图19所示，从板状陶瓷体22的中央向径向望去，可以发现电阻发热体25之间有稠密部分和稀疏部分且二者相互交替。而在这种排列图形中，对应稀疏部分的晶片的表面温度较低，对应稠密部分的晶片的温度较高，因此，无法实现全面均匀加热，故并非一种理想设计图形。
另外，将电阻发热体分割成多个模块形式时，应通过独立控制各个模块的温度，对晶片加热面3上的晶片W作均匀加热处理。
电阻发热体5是将具有导电性的金属粒子及含有玻璃熔块(glassfrit)或金属氧化物的电极糊，利用印刷法，印刷烧结在板状陶瓷体2上而形成。其中，金属粒子至少应选自Au、Ag、Cu、Pd、Pt、Rh中的一种元素，而玻璃熔块需由包含B、Si、Zn的氧化物构成，另外，还需选用小于板状陶瓷体2的热膨胀系数的4.5×10-6/℃以下的低膨胀系数的玻璃。而金属氧化物须至少一种选自氧化硅、氧化棚、氧化铝、二氧化钛等氧化物等其中。
构成电阻发热体的金属粒子至少一种应选自Au、Ag、Cu、Pd、Pt、Rh中的元素，这是因为电阻较小的缘故。
由于构成电阻发热体5的玻璃熔块是由包含B、Si、Zn的氧化物制成，且构成电阻发热体5的金属粒子的热膨胀系数又大于板状陶瓷体2的热膨胀系数，因此，若要使电阻发热体5的热膨胀系数接近于板状陶瓷体2的热膨胀系数，须选用小于板状陶瓷体2的热膨胀系数的4.5×10-6/℃以下的低膨胀系数的玻璃。
另外，组成电阻发热体5的金属氧化物至少应选自氧化硅、氧化硼、氧化铝、氧化钛中的一种，那是因为这些氧化物与电阻发热体5中的金属粒子之间有着良好的密着性，且热膨胀系数又接近于板状陶瓷体2的热膨胀系数，并且与板状陶瓷体2之间的密着性也很优越。
但，如果电阻发热体5中的金属氧化物含量超过80％，则与板状陶瓷体2间的密着性虽然会增强，但电阻发热体5的欧姆值会增大，因此是不可取的。所以，氧化物含量适宜为60％以下。
另外，由导电性的金属粒子和玻璃熔块形成的电阻发热体5，优选使用与板状陶瓷体2的热膨胀系数之差为3.0×10-6/℃以下的材质。
即，制造过程中，很难使电阻发热体5与板状陶瓷体2间的热膨胀系数之差达到0.1×10-6/℃，反之，使电阻发热体5与板状陶瓷体2间的热膨胀系数之差超过3.0×10-6/℃时，有可能在使电阻发热体发热时，会因受到作用于与板状陶瓷体2之间的热应力，晶片加热面3一侧呈凹状翘曲。
另外，覆盖在绝缘层上的电阻发热体5材料，可以将金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、钯(Pd)等金属单质选用沉积法(蒸镀法)或镀金法直接进行排列，或者通过将上述金属单质、氧化铼(Re2O3)、氧化镧锰(LaMnO3)等导电性金属氧化物或上述金属材料分散于软树脂或玻璃浆料所得的浆糊，以规定形状采用丝网印刷法印刷烧制后，再将上述导电材质与由树脂或玻璃形成的矩阵结合。以矩阵形式利用玻璃时，可以自由选用晶体玻璃或非晶体玻璃，但为防止受热循环影响欧姆值发生变化，建议使用晶体玻璃。
在电阻发热体5材料中选用银(Ag)或铜(Cu)时，有可能会出现迁移(migration)现象，因此为能够盖住电阻发热体5，优选设置与绝缘层相同材质的厚度为40～400μm左右的涂覆层。
另外，在为电阻发热体5供电时，需通过弹簧推压法使设置在有底的金属外壳19的供电端子11与板状陶瓷体2表面的供电部6接触，从而确保供电。那是因为如果在厚度达2～5mm的板状陶瓷体2内埋设由金属构成的端子部，会受该端子部热容量影响，均热性降低。因此，如本发明中通过弹簧推压供电端子11确保电的接触，可用板状陶瓷体2缓和有底的金属外壳19之间产生形成的温差造成的热应力，并以高可靠度实现通电。另外，也可为防止接点变成点接触，将弹性导体从中间层插入。但只有插入薄片才可以发挥效果。另外，优选将供电端子11的供电部6直径设为1.5～5mm之间。
另外，板状陶瓷体2的温度通过顶端埋入板状陶瓷体2中的热电偶27测量。从热电偶27的响应性和维持工作性能考虑，优选使用外径为0.8mm以下的顺式热电偶27。那是因为该热电偶27的顶端部分，在板状陶瓷体2中设有孔，而内置孔内的固定材可向孔内壁推压固定，这样，可以提高温度测量的准确性。同理也可以通过插入金属丝(wire)的热电偶或Pt等测温电阻体来测温。
另外，在板状陶瓷体2的一侧主面，如图1所示，也可以通过设置多个支撑销8，实现与板状陶瓷体2一侧主面相隔一定距离保持晶片W。
另外，图1中虽表示了只在板状陶瓷体2另一侧的主面3设有电阻发热体5的陶瓷加热器1。但本发明中，主面3和电阻发热体5之间当然可以设立用于静电吸附或等离子体发生的电极。
另外，在上述陶瓷加热器1中，可通过将板状陶瓷体2一侧的主面当做加载晶片的晶片加热面，将上述陶瓷加热器用作晶片加热装置。
(实施例1)
在这里，通过对本发明中的陶瓷加热器和原来的陶瓷加热器实施热循环试验，各自观察了导电体，即，电阻发热体的电阻变化率和有无开裂现象以及晶片表面内温差情况。
在上述实验中，构成加热部的板状陶瓷体制作过程如下，首先在氮化铝粉末中添加5重量％的氧化钇(Y2O3)粉末，再添加适量粘合剂和溶剂混合，经炼制、干燥制备造粒粉，再将其粉加入模具内，施加100MPa的成型压，最后采用热压法进行煅烧，即，在1800～1900℃高温下煅烧而成。另外，其过程中还利用了热传导率达120W/(m·K)的板状氮化铝烧结体。然后，利用#250金刚石研磨石对电阻发热体的主面进行粗加工，最后，利用#400以上的金刚石研磨石作精研磨加工，然后，将此烧结体制作成多个厚3.0mm，直径为315mm～345mm的圆板状陶瓷体，另外在距中心约60mm处的同心圆状体上均匀设置3个通孔，该通孔孔径为4mm，并且在1000℃×3小时条件下进行热处理，最后，在其表面被覆厚0.5μm的氧化铝氧化物膜。
其次，在制作本发明中的陶瓷加热过程中，通过在加热板一侧的主面印制玻璃糊并在900℃高温下煅烧形成玻璃层。另外，将玻璃热膨胀率设置为4.8×10-6/℃。
构成陶瓷加热器的电阻发热体采用包括Au(30重量％)和Pt(10重量％)的金属粉末和60重量％玻璃的电阻发热体糊，其中该玻璃中包含有Zn2SiO4、、Zn3B2O6、Zn3(BO3)2、Zn(BO2)2、SiO2的晶体。本发明中，在制作陶瓷加热器时，采用在玻璃层上印制上述电阻发热体糊并在600～700℃高温下煅烧法，而以往的陶瓷加热器则只是在加热板上直接印制上述电阻发热体糊并在600～700℃高温下煅烧而成
另外，对混合的玻璃采取二等分粉碎使用，对粒度分布不同的，则采取制成多个种类并等量混合后再使用。
为了在板状陶瓷体上排列电阻发热体，需将导电材Au粉末及Pd粉末与添加粘合剂的玻璃糊一同混合炼制形成含导电体糊，接着便采用丝网印刷法进行印刷，之后在150℃下加热干燥有机溶剂，其次还需在550℃下经30分钟的脱脂处理，最后再经700～900℃下煅烧形成厚50μm的电阻发热体。电阻发热体的排列图形为自中心径向分离为几个圆和圆环形状，中心部形成一个圆形图形，其外侧的圆环状也形成2个图形，另外再加上最外侧的4个图形共形成7个图形。而最外侧的4个图形的外切圆C的直径应设为310mm。最后，硬钎焊固定电阻发热体的供电部，板状陶瓷体就完成了。
另外，有底的外壳是利用Fe-Cr-Ni系列的合金制作而成，其底面由厚2.0mm的金属板和构成侧壁部的厚1.0mm的金属板组成。而且在底面规定位置设置了喷气孔、热电偶、导通端子。另外，将底面至板状陶瓷体距离设置为20mm。
接着，在上述有底的外壳开口部重叠板状陶瓷体，并在其外周部分利用螺栓连接，另外，为防止板状陶瓷体和有底的外壳直接接触，使环状接触部材介入在内，并从接触部材一侧介入弹性体，将螺母拧紧使其依靠弹性固定，最终形成陶瓷加热器。
其次，使所得的各陶瓷体的电阻发热体通电，再进行以下热循环试验10000次，即，使加载于加热面上的晶片的温度在60秒内上升至300℃，再通过强制空气的冷却使在240秒内下降至40℃以下的热循环试验，然后观察热循环前后的电阻发热体的电阻变化情况。另外，晶片温度利用设置于晶片上的电阻测温元件测量。
其后是测温电阻体利用埋设于29处的直径达300mm的测温用晶片进行测温。首先为各个陶瓷加热器接通电源，再为晶片加温，使其在5分钟内温度由25℃升至200℃。因此，需将晶片温度设为200℃后，对其加热至平均温度达200℃±0.5℃为止，并使维持该温度10分钟，测量此时晶片内的最高温差，设为正常状态下的晶片的温差。另外，再利用升降销举起加热状态下的陶瓷加热器晶片后，使其温度降至室内温度的25℃，并在晶片加热面上加载晶片后，观察晶片平均温度升至200℃的过程中晶片各部分的温度，并计算出该时基下晶片面内最高温度与最低温度之差，设为过渡时晶片内的最高温差。
另外再对晶片加热装置实施以下热循环试验，即，在2分钟内使温度升至300℃并维持1分钟后，再进行4分钟的强制空气冷却的试验。通过这样反复10000次的试验，测出晶片的温度分布，最终计算出晶片内的最高温差。
结果如图1所示。
表1
 试样No.  板状陶瓷体的材质 绝缘层厚度(μm) 有无块状绝缘性组合物 块状绝缘性组合物的平均粒径(μm) 导电粒子的平均粒径(μm) 热循环次数(次) 正常状态下的晶片的温差(℃) 过渡时的晶片面内的最高温度(℃)
 *101  AlN  20 无 - 0.08 10000 3.56 14.8
 102  AlN  20 有 3 0.08 20000 0.84 6.4
 103  AlN  25 有 5 0.06 20000 0.78 6.5
 104  AlN  26 有 10 0.08 20000 0.71 8.4
 105  AlN  27 有 10 0.1 20000 0.53 5.6
 106  SiC  26 有 10 1 20000 0.52 5.5
 107  SiC  45 有 30 4 20000 0.55 5.7
 108  AlN  60 有 50 5 20000 0.57 5.8
 109  AlN  120 有 100 10 20000 0.82 7.3
 110  AlN  200 有 180 13 20000 0.88 7.6
*表示不属于在本发明范围之内
从表1中，可以看出，如试样No.101并未产生块状绝缘性组合物的以往的晶片加热装置，在经过10000次热循环试验后，测得正常状态下及过渡时的温差均较大分别为3.56℃和14.8℃。因此，此种晶片不适宜用作需反复急剧升降温度的晶片加热装置。
另一方面，试样No.102～110，电阻发热体上均产生块状绝缘物，且在反复进行的20000次的热循环尝试后，测得正常状态下晶片温差及过渡时晶片面内的最高温度均较小分别只有1℃以下和8.4℃以下，因此，是理想的试样。
另外，可以从表中看出块状绝缘物的平均粒径达3～100μm，导电粒子的平均粒径为0.1～5μm的试样No.105～108，在正常状态下晶片内的温差及过渡时晶片面内的最高温差分别只有0.57℃以下和5.8℃以下，因此，更是一种理想的试样。那是因为导电粒子的平均粒径及块状绝缘物的平均粒径的上升会增强电阻发热体的耐久性。
(实施例2)
如实施例1，首先制作板状陶瓷体，然后再通过混合各种金属和玻璃成分以及金属氧化物制成糊形态，并利用丝网印刷法制作成为电阻发热体的晶片加热装置。
将晶片加载于晶片加热装置上，并为电阻发热体接通电源后，如实施例1作了相同的评价，其结果如表2所示。
表2
  试样No.   绝缘层厚度(μm) 有无块状绝缘物   块状绝缘物平均粒径(μm)   导电粒子的平均粒径(μm)   块状绝缘物内有无粒子   块状绝缘物内粒子个数   块状绝缘物内粒子面积比率(％)   热循环次数(次)   热循环后电阻变化率(％) 正常状态下晶片的温差(℃) 过渡时晶片面内的最大温差(℃)
  121   20 有   5   1.5   无   0   0   20000   1.63 0.77 6.4
  122   21 有   5   1.5   有   1   9   40000   0.53 0.46 4.7
  123   23 有   9   1.5   有   3   2.8   40000   0.52 0.43 4.6
  124   40 有   15   1.5   有   7   7   40000   0.51 0.42 4.6
  125   46 有   20   1.5   有   13   7.3   40000   0.49 0.41 4.7
  126   80 有   40   1.5   有   34   4.8   40000   0.53 0.43 4.7
  127   80 有   43   1.5   有   41   5.0   40000   0.63 0.48 4.6
  128   100 有   85   2.1   有   50   3.1   40000   0.82 0.49 4.7
  129   120 有   100   2.5   有   195   12.2   40000   1.21 0.61 5.9
从表中可知，试样No.121的试验过程中，块状绝缘物内并未形成粒子，故经20000次的反复热循环，电阻变化率较大为1.63％，而且正常状态下的晶片温差及过渡时晶片面内的最高温度均较大分别为0.77℃和6.4℃。这是由于导电体电阻发热体受反复热循环影响发生移动造成微小部分出现剥离现象所致。
反之，块状绝缘物内形成粒子的试样No.122～129，即使经过反复热循环40000次，电阻变化率仍很低，只有1.21％以下，而且正常状态下的晶片的温差达0.61℃以下，因此是理想的试样。
另外，块状绝缘物内存在粒子且其面积比率为10％以下的试样No.122～128，正常状态下晶片温差较小为0.49℃以下，过渡时晶片面内温差也只有4.7℃以下，因此是理想的试样。
(实施例3)
在这里，通过对本发明中的陶瓷加热器和原来的陶瓷加热器实施热循环试验，各自观察了导电体电阻发热体的电阻变化率和氧化物膜有无开裂现象。
在上述实验中，构成加热部的板状陶瓷体制作过程如下，首先在氮化铝粉末中添加5重量％的氧化钇(Y2O3)粉末，再添加适量粘合剂和溶剂混合，经炼制、干燥制备造粒粉，再将其粉加入模具内，施加100MPa的成型压，最后采用热压法进行煅烧，即，在1800～1900℃高温下煅烧而成。另外，其过程中还利用了热传导率达120W/(m·K)的板状氮化铝烧结体。然后，利用#250金刚石研磨石对电阻发热体的主面进行粗加工，最后，利用#400以上的金刚石研磨石作精研磨加工，然后，将此烧结体制作成多个厚3.0mm、直径为315mm～345mm的圆板状陶瓷体，另外在距中心约60mm处的同心圆状体上均匀设置3个通孔，该通孔孔径为4mm，并且在1000℃×3小时条件下进行热处理，最后，在其表面被覆厚0.5μm的氧化铝氧化物膜。另外，在经#400以上金刚石研磨石摩擦，且在铸物板上经过研磨加工，并在表面细微凹凸部利用发泡剂Si3N4填平后形成的其上的绝缘层或电阻发热体，沿着界面的绝缘层或电阻发热体上产生有空孔。另外，研磨加工用砂粒(抛光粉)由主成分氧化铝及包括Si3N4或AlN的微量粉末0.001～0.1质量％以下构成，并且可控制空孔的大小及数量。
其次，在制作本发明中的陶瓷加热过程中，通过在加热板一侧的主面印制玻璃糊并在900℃高温下煅烧形成玻璃层。另外，将玻璃热膨胀率设置为了4.8×10-6/℃。
构成陶瓷加热器的电阻发热体采用包括Au(30重量％)和Pt(10重量％)的金属粉末和60重量％的玻璃的电阻发热体糊，其中，该玻璃包含有Zn2SiO4、、Zn3B2O6、Zn3(BO3)2、Zn(BO2)2、SiO2的晶体。本发明中，在制作陶瓷加热器时，采用在玻璃层上印制上述电阻发热体糊并在600～700℃下煅烧法，而以往的陶瓷加热器则只是在加热板上直接印制上述电阻发热体糊并在600～700℃高温下煅烧而成。
为在板状陶瓷体上排列电阻发热体，需将导电材Au粉末及Pd粉末与添加粘合剂的玻璃糊一同混合炼制形成含导电体糊，接着便采用丝网印刷法进行印刷，之后在150℃下加热干燥有机溶剂，其次还需在550℃下经30分钟的脱脂处理，最后再经700～900℃高温下煅烧形成厚50μm的电阻发热体。电阻发热体的排列图形为自中心径向分离为几个圆和圆环形状，中心部形成一个圆形图形，其外侧的环状也形成2个图形，另外再加上其最外侧的4个图形共形成7个图形。而最外侧的4个图形的外切圆C的直径应设置为310mm。最后，硬钎焊固定电阻发热体的供电部，板状陶瓷体就完成了。
另外，有底的外壳是利用Fe-Cr-Ni系列的合金制作而成，其底面由厚2.0mm的金属板和构成侧壁部分的厚1.0mm的金属板组成。而且在底面规定位置设置了喷气孔、热电偶、导通端子。另外，将底面至板状陶瓷体距离设置为20mm。
接着在上述有底的外壳开口部重叠板状陶瓷体，并在其外周部分利用螺栓连接，另外，为了防止板状陶瓷体和有底的外壳直接接触，使环状接触部材介入在内，并从接触部材一侧介入弹性体，将螺母拴紧使其依靠弹性固定，最终形成陶瓷加热器。
其次，使所得的各陶瓷体的电阻发热体通电，再进行以下热循环试验10000次，即，使加载于加热面上的晶片的温度在60秒内上升至300℃，再通过强制空气的冷却使在240秒内下降至40℃以下的热循环试验，然后观察热循环前后的电阻发热体的电阻变化情况。另外，晶片温度可利用设在晶片上的电阻测温元件测量。
下面利用直径为300mm、29处埋设测温元件的测温用晶片，评价制造的陶瓷加热器。向各陶瓷加热器的电阻发热体通电后开始加热晶片W，5分钟内将温度由25℃升至200℃，当晶片W温度升至200℃时继续加热，直至将其平均温度控制在200℃±0.5℃左右，并将这一温度维持10分钟左右，再将此时的晶片最大和最小温度差作为晶片W在正常状态下的温度差。然后，在加热陶瓷加热器的状态下，用升降销举起晶片W，放置冷却至常温的25℃，然后将晶片W放到晶片加热面加热，直至晶片W表面平均温度达到200℃，并测量晶片W各部位的温度。最后对时间段求出晶片W表面最大温度和最小温度之差，以此作为过渡时的晶片W表面的最大温度差。
将上述板状陶瓷体部分切割后，在电子显微镜下观察，确认绝缘层或电阻发热体是否产生裂纹的同时，测量剖面空孔的大小和分布。
求线密度的方法如下：以200倍、500倍、1000倍、5000倍、10000倍、100000倍每种各拍摄三张的板状陶瓷体和电阻发热体之间的接合界面或绝缘层之间的接合界面的剖面SEM照片。然后，在照片确定接合界面中出现10cm带状的部分，并用照片上0.5mm以上的空孔7之数除10cm(相当于实际大小)后，以所求得的数据中最大值为线密度。
结果如表3。
表3
 试样No.  板状陶瓷体的材质 绝缘层厚度(μm) 是否有空孔 空孔尺寸(μm)  空孔尺寸的平均值(μm)  空孔的线密度(个/m) 绝缘层或电阻发热体是否有裂纹 电阻发热体的电阻值变化率  正常时的晶片温度差(℃)  过渡时的晶片表面最大温度差(℃)
 *201  AlN 50 无 0.01～0.09  0.05  12820000 有 1.5  1.36  10.5
 202  AlN 0 有 0.05～0.2  0.1  5720000 无 0.3  0.48  6.4
 203  AlN 150 有 0.32～0.8  0.5  1230000 无 0.3  0.47  6.5
 204  AlN 200 有 0.5～2.1  1  930000 无 0.3  0.29  6.3
 205  AlN 200 有 1.5～4.1  3  500000 无 0.3  0.29  4.7
 206  SiC 200 有 5.2～9.3  7  320000 无 0.25  0.27  4.6
 207  SiC 200 有 8.3～13.2  10  80000 无 0.25  0.27  4.6
 208  SiC 200 有 12.2～18.1  15  30000 无 0.25  0.27  4.7
 209  AlN 200 有 15.3～24.8  20  10000 无 0.3  0.28  4.7
 210  AlN 200 有 21.1～28.3  25  1000 无 0.3  0.28  4.7
 211  AlN 200 有 25.3～38.9  30  800 无 0.3  0.28  6.5
 212  AlN 200 有 32.6～47.7  40  500 无 0.3  0.48  6.6
 213  SiC 200 有 43.5～56.4  50  400 无 0.5  0.49  6.7
*表示不属于本发明范围。
如表3所示的试样No.201，以往无空孔的陶瓷加热器在进行热循环试验后，绝缘层出现了裂纹，且电阻发热体的电阻值变化也较大。
相反，如试样No.202所示，本发明中带空孔的陶瓷加热器，电阻发热体未出现裂纹，达到了预期效果。
如试样No.203～213所示，带绝缘层和空孔的陶瓷加热器，电阻发热体未出现裂纹，显示优越性能。
如试样No.202～212所示，空孔尺寸为0.05～50μm的陶瓷加热器，经过所述热循环后，电阻发热体的电阻值变化率为0.3％以下，显示优越性能。
如试样No.204～211所示，空孔尺寸的平均值为1～30μm，正常状态下晶片温度差为0.29℃以下，可见，性能优越。
如试样No.205～210所示，空孔的线密度为1000～500000个/m，过渡时的晶片表面最大温度差为4.7℃以下，可见，具有非常优越的性能。
(实施例4)
如实施例3所示，先制造板状陶瓷体，然后制造电阻发热体，也就是将各种金属和玻璃成分或金属氧化物混合后制成糊，再通过丝网印刷方式制成晶片加热装置。
将晶片放到晶片加热装置后，向电阻发热体通电，再按实施例3的方式进行评价。结果如表4所示。
表4
 试样No.  导电金属粒子的名称和比例(重量％)  助剂主成分(由玻璃或金属氧化物组成)  与板状陶瓷体之间的热膨胀系数之差(/℃)  正常状态下的晶片温度差(℃)
 250  Ag：60  Zn2SiO4  4.0×10-6  0.48
 251  Ag：50  SiO2·B2O3·Al2O3  3×10-6  0.19
 252  Au：50  SiO2·B2O4·ZnO  2.5×10-6  0.18
 253  Cu：30  B2O3·ZnO  2.1×10-6  0.17
 254  Pd：28  SiO2·B2O3·Al2O3  3.0×10-6  0.19
 255  Pt：30  SiO2·B2O4·ZnO  0.1×10-6  0.14
 256  Rh：50  B2O3·ZnO  0.1×10-6  0.14
 257  Au∶Pt＝30∶10  SiO2·B2O3·Al2O3  0.1×10-6  0.13
 258  Au∶Pt＝20∶10  SiO2·B2O4·ZnO  1.51×10-6  0.18
 259  Ag：65  B2O3·ZnO  3.5×10-6  0.47
如试样No.251～258所示，烧结的电阻发热体热膨胀系数和板状陶瓷体之间的热膨胀系数之差小为3×10-6/℃以下，故正常状态下的晶片温度差小为0.19℃以下，达到预期效果。
但是，如试样No.250、259所示，电阻发热体的热膨胀系数超过了3×10-6/℃，故正常状态下的温度差也升高至0.48℃、0.47℃。
如试样No.255～257所示，烧结的电阻发热体热膨胀系数和板状陶瓷体之间的热膨胀系数之差小为0.1×10-6/℃以下，故正常状态下的晶片温度差小为0.14℃以下，其效果更佳。
(实施例5)
如实施例3，制作陶瓷加热器。有底的金属外壳选自铝制金属，其中，底面厚度为2.0mm、侧壁厚度为1.0mm，且喷气孔、热电偶、导通端子设置在底面的指定位置，而底面与板状陶瓷体之间的距离保持20mm。
陶瓷加热器的结构特点如下，支承结构A用于支承板状陶瓷体的周围下面，支承结构B用于支承板状陶瓷体的外围剖面，且在支承结构A中，板状陶瓷体的直径和金属外壳的外观直径相同。
接触部材特点如下：接触部材的剖面为圆形，呈环状。圆形剖面直径为1mm，且接触部材材质优选SUS304、碳素钢，并将制造的各种陶瓷加热器作为试样No.261～273。
下面利用直径为300mm、29处设有测温电阻的测温用晶片，评价制作的陶瓷加热器。向各陶瓷加热器的电阻发热体通电，并在60秒内将加热表面上的晶片温度升至300℃，再用300秒将其温度强制降至40℃以下，持续热循环实验10000次。然后，5分钟内将晶片W温度由25℃升至200℃，当晶片W温度升至200℃时继续加热，直至将其平均温度控制在200℃±0.5℃范围左右，并将这一温度维持10分钟左右。再将此时的晶片最大和最小温度差作为晶片W在正常状态下的温度差。然后，在加热陶瓷加热器的状态下，用升降销提起晶片W，放在常温下冷却至25℃，然后将晶片W放到晶片加热面加热，直至晶片W表面平均温度达到200℃，并测量晶片W各部分的温度。最后对时间段求出晶片W表面的最大温度和最小温度之差，作为过渡时的晶片W表面的最大温度差。
结果如表5。
表5
试样No.  板状陶瓷体2直径与电阻发热体5外切圆直径之比(％) 板状陶瓷体的支承结构 正常状态下的晶片温度差(℃) 过渡时晶片表面的最大温度差(℃)
 261  85  A  0.54  8.97
 262  90  A  0.42  6.52
 263  92  A  0.24  4.50
 264  93  A  0.24  4.23
 265  95  A  0.24  4.23
 266  95  A  0.23  4.21
 267  95  B  0.23  4.19
 268  96  B  0.23  4.21
 269  97  B  0.24  4.22
 270  98  B  0.24  4.24
 271  98  B  0.24  4.25
 272  99  B  0.46  5.85
 273  99.5  B  0.52  8.73
A：通过在金属外壳上夹入接触部材的方式，固定板状陶瓷体。
B：通过夹入接触部材的方式将板状陶瓷体外围固定在金属外壳。
如表5中试样No.261所示，板状陶瓷体直径与电阻发热体外切圆直径之比为85％较小，而正常状态下的晶片温度差为0.54℃稍大。
如试样No.273所示，板状陶瓷体直径与电阻发热体外切圆直径之比为99.5％较大，正常状态下的晶片温度差为0.52℃稍大，而过渡时晶片表面的最大温度差为8.73℃稍大。
相反，如试样No.262～272所示，正常状态下的晶片温度差为0.46℃以下，且过渡时晶片表面的最大温度差为6.52℃以下，板状陶瓷体直径与电阻发热体外切圆直径之比为90～99％，因此可判断出它是一个性能优良的陶瓷加热器。
如试样No.263～271所示，板状陶瓷体直径与电阻发热体外切圆直径之比为92～98％，且正常状态下的晶片温度差为0.24℃以下，故可判断出它是一个性能更优良的陶瓷加热器。
(实施例6)
按实施例3的方式制作板状陶瓷体。
但是，板状陶瓷体的厚度为0.5～10mm，电阻发热体的厚度为1～100μm。
按实施例3的方式进行评价。结果如表6。
表6
 试样No.  板状陶瓷体2的厚度(mm)  电阻发热体的厚度(μm)  正常状态下的晶片温度差(℃)  过渡时晶片表面的最大温度差(℃)
 285  0.5  30  0.54  11.50
 286  1  30  0.30  4.21
 287  2  30  0.21  4.19
 288  3  1  0.20  6.51
 289  3  5  0.20  4.17
 290  3  10  0.20  4.17
 291  3  30  0.21  4.16
 292  3  50  0.21  4.16
 293  3  70  0.22  4.17
 294  3  100  0.22  6.52
295 5 30 0.22 4.18
 296  7  30  0.30  4.19
 297  10  30  0.48  7.29
结果，如试样No.285所示，板状陶瓷体的厚度较小为0.5mm的陶瓷加热器，其正常状态下的晶片温度差稍大为0.54℃。再者，如试样No.297所示，板状陶瓷体的厚度较大为10mm的陶瓷加热器，其正常状态下的晶片温度差稍大为0.48℃。
如试样No.288所示，电阻发热体的厚度较小为1μm的陶瓷加热器，其过渡时晶片表面的最大温度差稍大为6.51℃。
如试样No.294所示，电阻发热体的厚度为100μm的较厚的陶瓷加热器，其过渡时晶片表面的最大温度差稍大为6.52℃。
相反，如试样No.286、287、289～293、295、296所示，板状陶瓷体的厚度为1～7mm、电阻发热体的厚度为5～70μm的陶瓷加热器，其正常状态下的晶片温度差小为0.30℃以内、升温时晶片的温度差也小为4.21℃以下，可见，其性能优越。
如试样No.287、289～293、295所示，板状陶瓷体的厚度为2～5mm、电阻发热体的厚度为5～70μm的陶瓷加热器，其正常状态下的晶片温度差小为0.22℃以内、过渡时晶片的温度差也小为4.19℃以下，可见，其性能优越。
(实施例7)
首先，向氮化铝粉末中添加1.0重量％的氧化钇，再用球磨机把异丙醇和聚氨酯球混炼48小时，生成氮化铝浆料。
将氮化铝浆料通入200Mesh过滤网，除去聚氨酯球或球磨机壁的碎渣后，将其放入120℃防爆干燥机干燥24小时。
然后，在生成的氮化铝粉末中掺入压克力系粘合剂和溶剂制成氮化铝SLIP后，依据刮胶板法(doctor blade)制作多个氮化铝膜片(Green Sheet)。
将生成的多个氮化铝膜片(Green Sheet)经过复合热压缩制成层叠体。
然后，将层叠体置于非氧化性气流中，在500℃温度下脱脂5个小时，再将其置于非氧化环境中，在1900℃温度下烧结5小时，最终形成具有各种热传导率的板状陶瓷体。
研磨加工氮化铝烧结体后，制作多个厚度为3mm、直径为330mm的圆盘状的板状陶瓷体，并在距离中心60mm的同心圆上均等地生成通孔孔径为4mm的3个通孔。
接着，为了在板状陶瓷体上粘附电阻发热体，将导电材料Au粉末、Pd粉末、以及添加由上述成分构成的粘合剂的玻璃糊混炼制成导电体糊，再用丝网印刷将含导电体糊印刷成指定图形后，加热至150℃干燥有机溶剂，并在550℃下进行30分钟脱脂处理后，在700～900℃下烧结，最终制成厚度为50μm的电阻发热体5。
电阻发热体带的排列方式：中心部分有一个直径为25％板状陶瓷体直径D的圆圈和电阻发热体带，其外侧为圆环状电阻发热体带，其外侧的外径为45％D的圆环被2个电阻发热体带隔开，最外围内径为70％D的圆环被4个电阻发热体隔开，共计有8个电阻发热体带。然后，将最外围的4个电阻发热体带外切圆C的直径设定为310mm制作试样。之后，在电阻发热体5硬钎焊固定供电部6。此外，在本实施例中，位于中心的电阻发热体和其外侧环状的发热体呈并联连接，以便同时控制加热温度。
将圆弧带之间的距离设定为L1，在半径方向相邻的圆弧状图形之间的距离设定为L2，其比例为L1/L2×100％，根据不同的比例制作晶片加热装置。
有底的金属外壳选自铝制金属，其中，底面厚度为2.0mm、侧壁厚度为1.0mm，且喷气孔、热电偶、导通端子设置在底面的指定位置，而底面与板状陶瓷体之间的距离保持20mm。
然后，在上述有底的金属外壳开口部重叠板状陶瓷体。为了避免板状陶瓷体和有底的金属外壳直接接触，其外围穿入螺栓后夹上环状接触部材，但是，可优选夹入弹性体，然后拧上螺母弹性固定。
接触部材特点如下：接触部材17的剖面为L字型，呈圆环状。L字型截表面与板状陶瓷体的下面相接触，呈圆环状，且与板状陶瓷体的接触面宽度为3mm，接触部材材质优选耐热树脂。最后将制造的各种陶瓷加热器作为试样No.301～309。
下面利用直径为300mm、29处设有测温电阻的测温用晶片，评价制作的陶瓷加热器。向各陶瓷加热器的电阻发热体通电，然后，5分钟内将晶片W温度由25℃升至200℃，当晶片W温度达到200℃时取下晶片W，再将常温下的测温晶片W放到晶片加热表面加热，并在晶片W平均温度达到200℃±0.5℃范围时测量温度。然后，5分钟内将温度由30℃升至200℃，并将这一温度维持5分钟，5分钟后再用30分钟冷却，如此反复热循环1000次。最后，将常温下的温度设置为200℃，并将10分钟后晶片温度的最大值和最小值之差作为晶片W的温度差进行测量。
结果如表7。
表7
  试样No. 电阻发热体带的结构  电阻发热体带数量  L1/L2×100(％)   晶片的温度差(℃)
  301   多个圆形、环状和扇形   8  20   1.20
  302   多个圆形、环状和扇形   8  30   0.49
  303   多个圆形、环状和扇形   8  40   0.39
  304   多个圆形、环状和扇形   8  50   0.28
  305   多个圆形、环状和扇形   8  60   0.38
  306   多个圆形、环状和扇形   8  80   0.43
  307   多个圆形、环状和扇形   8  90   0.47
  308   多个圆形、环状和扇形   8  95   0.49
  309   多个圆形、环状和扇形   8  120   2.60
**
*表示本发明以外的实施例。
如试样No.301所示，L1/L2之比为20％过小，故晶片温度差增至1.2℃。
如试样No.309所示，L1/L2之比为120％过大，故晶片温度差增至2.6℃。
另一方面，在试样No.302～308中，位于同一圆周上的一对折回圆弧带之间的距离小于在半径方向相邻的圆弧状图形之间的距离，且晶片温度差小为0.5℃以下，可见，其性能优越。
如试样No.303～305所示，L1/L2之比为40～60％，且晶片温度差小为0.39℃以下，可见，具有更加优越的性能。
(实施例8)
按实施例7的方式制作板状陶瓷体。
研磨加工氮化铝烧结体后，制作多个厚度为3mm、呈直径为315mm～330mm的圆盘状的板状陶瓷体2，并在距离中心60mm的同心圆上均等地生成通孔孔径为4mm的3个通孔。
接着，为了在板状陶瓷体2上粘附电阻发热体5，将导电材料Au粉末、Pd粉末、以及添加由上述成分构成的粘合剂的玻璃糊混炼制成导电体糊，再用丝网印刷将含导电体糊印刷成指定图形后，加热至150℃干燥有机溶剂，并在550℃下进行30分钟脱脂处理后，在700～900℃下烧结，最终制成厚度为50μm的电阻发热体5。
电阻发热体带4的排列方式：中心部分有一个直径为D1(mm)的圆形的电阻发热体带，其外侧为圆环状电阻发热体带，其外侧的外径为D2(mm)的圆环被隔开成2个电阻发热体带，最外围内径为D3的圆环被隔开成4个电阻发热体，共计有8个电阻发热体带。然后，将最外围的4个电阻发热体带外切圆C的直径设定为310mm，并变更D1、D2、D3的比例制作试样。之后，在电阻发热体5硬钎焊固定供电部6。此外，在本实施例中，位于中心的电阻发热体和其外侧环状的发热体呈并列连接，以便同时控制加热温度。
下面制作几个不同的陶瓷发热器，用来比较。按照图21所示电阻发热体带结构，制作矩形发热体带尺寸为212×53mm，具有8个矩形发热体带的陶瓷加热器，作为试样No.336。同样，按照图20所示电阻发热体结构，制作D1r为150mm、D2r为310mm的陶瓷加热器，作为试样No.337。按照图19所示电阻发热体带结构制作陶瓷加热器，作为试样No.338。试样No.339结构特点为，电阻发热体带为圆形，并由一个电阻发热体构成。
有底的金属外壳选自铝制金属，其中，底面厚度为2.0mm、侧壁厚度为1.0mm，且喷气孔、热电偶、导通端子设置在底面的指定位置，而底面与板状陶瓷体之间的距离保持20mm。
然后，在上述有底的金属外壳开口部重叠板状陶瓷体。为避免板状陶瓷体和有底的金属外壳直接接触，其外围穿入螺栓后夹上环状接触部材，但是，可优选夹入弹性体，然后拧上螺母弹性固定。
接触部材特点如下：接触部材17的剖面为L字型，呈环状。L字型剖面与板状陶瓷体的接触面宽度为3mm，接触部材材质优选耐热树脂。最后将制造的各种陶瓷加热器作为试样No.311～339。
下面利用直径为300mm、29处设有测温电阻的测温用晶片，评价制作的陶瓷加热器。向各陶瓷加热器的电阻发热体通电，然后，5分钟内将晶片W温度由25℃升至200℃，当晶片W温度达到200℃时取下晶片W，再将常温下的测温晶片W放到晶片加热表面加热，并在晶片W平均温度达到200℃±0.5℃范围时测量温度。然后，5分钟内将温度由30℃升至200℃，并将这一温度维持5分钟，5分钟后再用30分钟冷却，如此反复热循环1000次。最后，将常温下的温度设置为200℃，并将10分钟后晶片温度的最大值和最小值之差作为晶片W的温度差进行测量。
结果如表8。
表8
 试样No. 电阻发热体带的构成 电阻发热体带的数量 D1/D×100(％) D2/D×100(％) D3/D×100(％) 晶片的温度差(℃) 响应时间(妙)
 311 多个圆环扇形结构 8  18  48  75  0.48  43
 312 多个圆环扇形结构 8  20  48  75  0.39  35
 313 多个圆环扇形结构 8  23  48  75  0.28  28
 314 多个圆环扇形结构 8  27  48  75  0.27  27
 315 多个圆环扇形结构 8  30  48  75  0.38  34
 316 多个圆环扇形结构 8  35  48  75  0.42  38
 317 多个圆环扇形结构 8  40  48  75  0.43  39
 318 多个圆环扇形结构 8  25  48  75  0.49  45
 319 多个圆环扇形结构 8  25  40  75  0.42  39
 320 多个圆环扇形结构 8  25  41  75  0.38  33
 321 多个圆环扇形结构 8  25  43  75  0.29  28
 322 多个圆环扇形结构 8  25  45  75  0.28  27
 323 多个圆环扇形结构 8  25  49  75  0.29  28
 324 多个圆环扇形结构 8  25  53  75  0.39  34
 325 多个圆环扇形结构 8  25  55  75  0.41  39
 326 多个圆环扇形结构 8  25  60  75  0.46  44
 327 多个圆环扇形结构 8  25  48  50  0.49  45
 328 多个圆环扇形结构 8  25  48  55  0.42  39
 329 多个圆环扇形结构 8  25  48  60  0.41  38
 330 多个圆环扇形结构 8  25  48  65  0.37  33
 331 多个圆环扇形结构 8  25  48  67  0.22  26
 332 多个圆环扇形结构 8  25  48  70  0.23  28
 333 多个圆环扇形结构 8  25  48  80  0.38  33
 334 多个圆环扇形结构 8  25  48  85  0.38  34
 335 多个圆环扇形结构 8  25  48  90  0.45  48
 336 矩形结构 8  -  -  -  2.40  63
 337 以往的单圆环 5  -  -  -  1.80  55
 338 扇形结构 4  -  -  -  2.50  73
 339 单圆形结构 1  -  -  -  3.60  75
本发明所涉及的陶瓷加热器1中，选取中心部位排列圆形电阻发热体带，且其外侧的同心圆的3个圆环内设有电阻发热体带的试样No.311～335陶瓷加热器，其晶片W温度差小于0.5℃，且响应时间也未为48秒以下，因此是非常优异的设计图形。还有，表8中所列的试样如试样No.312～317，319～325，328～334所示的陶瓷加热器，位于中心部位的电阻发热体带外径D1是该最外周的电阻发热体带外径D的20～40％，外径D2是外径D的40～55％，外径D3是外径D的55～85％，晶片W的温度差为0.43℃以下，响应时间为39秒以下，显示出了优越的性能。
另外，如试样No.312～315所示的陶瓷加热器，位于中心部位的电阻发热体带的外径D1为电阻发热体外切圆D的20～30％，而晶片温度差为0.39℃以下，响应时间小为35秒以下，由此可见，该试样表现出来的性能优异。如试样No.313、314所示的陶瓷加热器，外径D1是D的23～27％，晶片温度差为0.28℃以下，响应时间为28秒以下，可见，其性能更优。
另外，如试样No.320～324所示的陶瓷加热器，外径D2是D的41～53％，而晶片温度差为0.39℃以下，响应时间也为34秒以下，由此可见，该试样表现出来的性能优异。如试样No.321～323所示的陶瓷加热器，外径D2是D的43～49％，而晶片温度差小为0.29℃以下，响应时间也小为28秒以下，可见，其性能更优。
另外，如试样No.328～334所示的陶瓷加热器，外径D3是D的55～85％，而晶片温度差小为0.42℃以下，响应时间也小为39秒以下，由此可见，该试样表现出来的性能优异。如试样No.330～334所示的陶瓷加热器，外径D3是D的65～85％，晶片温度差小为0.38℃以下，而响应时间小为34秒以下，故其效果更佳。此外，如试样No.331、332所示的陶瓷加热器，外径D3是D的67～70％，晶片温度差也小为0.23℃以下，且响应时间小为28秒以下，可见，其性能更优。
由此可见，不属于本发明范围的试样No.336～339所显示，晶片温度差大为1.8℃以上，且响应时间也大为55秒，可见，性能较差。
(实施例9)
如实施例8的制造方式制造了板状陶瓷体。
然后，将此氮化铝烧结体经过磨削加工，制作成多个厚3.0mm，呈直径3 15mm～345mm的圆盘状的板状陶瓷体，另外在距中心约60mm处的同心圆状体上均等设置3个通孔，该通孔孔径为4mm。
然后，为了将电阻发热体5粘附到板状陶瓷体2上，将Au粉末、Pd粉末等导电材料、上述成分构成的添加粘合剂的玻璃糊径混炼制成导电体糊，再用丝网印刷将导电体糊印刷成规定形状后，加热至150℃，烘干有机溶剂，并在550℃条件下进行30分钟脱脂处理后，在700～900℃下进行烧结，最终制造成厚为50μm的电阻发热体5。
电阻发热体5的排列图形如下，从中心部位，按圆以及圆环状放射形分割，在中心部位形成圆形排列，在其外侧形成圆环状电阻发热体排列，再其外侧形成两个电阻发热体排列，最外周排列4个排列图形，总共为8个排列图形。而且，最外周的4个电阻发热体的外切圆C直径为310mm，以替换板状陶瓷体的直径。然后，供电部6硬钎焊固定到电阻发热体5上即可。
有底的金属外壳构成如下，底面由厚为2.0mm铝基材构成，侧壁则由厚为1.0mm铝基材构成。另外，在底面相应位置设置了喷气孔、热电偶、导通端子等。另外，使底面与板状陶瓷体间相距20mm。
然后，在上述有底的金属外壳开口部重叠板状陶瓷体。为了避免板状陶瓷体和有底的金属外壳直接接触，其外围穿入如试样No.301的螺栓后插设环状接触部材，在外壳侧插设弹性材，然后拧上螺母，赋予弹性，提高稳固性。
如实施例7，对所制造的陶瓷加热器进行评价如下。
各项结果如表9所示
表9
 No.试样  电阻发热体5外切圆直径与板状陶瓷体2直径的比率  晶片温度差(℃) 响应时间(秒)
 345  85  0.48  35
 346  90  0.28  29
 347  92  0.16  25
 348  93  0.16  24
 349  95  0.16  25
 350  96  0.24  27
 351  97  0.26  28
 352  99  0.42  32
○○○○○○○表示性能优越。
表9中，如试样No.345所显示，电阻发热体外切圆的直径与板状陶瓷体比率显得较小仅为85％，且晶片面内温度差也较大达到0.48℃，尤其响应时间较大达到35秒。
如试样No.352所显示，电阻发热体外切圆的直径与板状陶瓷体比率较大达到99％，且晶片面内温度差也稍大，达到0.42℃，而响应时间为也稍大，为32秒。
与此相比，如试样No.346～351所示的陶瓷加热器，晶片面内温度差小为0.28℃以下，且响应时间也较小为29秒以下，而电阻发热体外切圆的直径与板状陶瓷体直径的比率达到90～97％，可见，其性能非常优越。
(实施例10)
如实施例7制造板状陶瓷体。
只是，改变糊印刷厚度为20μm，且更改了相对围绕电阻发热体的外切圆的电阻发热体所占的面积比率。
以下按实施例7的方式进行评价，其结果如表10。
表10
试样  相对于围绕带状电阻发热体5的外切圆C，上述电阻发热体5面积所占比率(％)  晶片温度差(℃)
 360  3  0.35
 361  5  0.24
 362  10  0.19
 363  15  0.13
 364  20  0.12
 365  25  0.18
 366  30  0.23
 367  40  0.34
○◎☆☆◎○
如同试样No.360所示，相对于围绕该带状电阻发热体的外切圆C该电阻发热体面积所占比率小于5％的试样，其晶片面内温度差达到0.35℃，略显大。另外，如同试样No.367所示，如果相对围绕该带状电阻发热体的外切圆C该电阻发热体所占面积的比率超过30％，便会出现晶片局部高温现象，故晶片面内温度差将达0.34℃，略显大。
如试样No.361～366所示，相对于电阻发热体的外切圆C，该电阻发热体面积所占比率达5～30％的试样，其晶片面内温度差小为0.24℃以下，因此性能非常优越。
如同试样No.362～365所示，通过相对电阻发热体的外切圆C，将该电阻发热体所占面积的比率设置为10～25％，可使晶片面内温度差为0.19℃以内；如同试样No.363、364所示，也可以通过相对于电阻发热体的外切圆C将该电阻发热体面积所占比率设置为15～20％，可以使晶片面内温度差能减小到0.13℃以内，故性能极佳。

Claims (27)

1.一种陶瓷加热器，以板状陶瓷体的一侧主面作为加热面，在该板状陶瓷体的内部或另一侧主面上配置带状电阻发热体，其特征在于：
上述电阻发热体由导电粒子与绝缘性组合物构成，并且具有被多个上述导电粒子所包围的块状绝缘性组合物。
2.如权利要求1所述的陶瓷加热器，其特征在于，块状绝缘性组合物的平均粒径为上述导电粒子平均粒径的3倍以上。
3.如权利要求1所述的陶瓷加热器，其特征在于，上述导电粒子的平均粒径为0.1～5μm，上述块状绝缘性组合物的平均粒径为3～100，。
4.如权利要求1所述的陶瓷加热器，其特征在于，上述块状绝缘性组合物中内置有热膨胀系数比绝缘性组合物大的粒子。
5.如权利要求4所述的陶瓷加热器，其特征在于，上述热膨胀系数大的粒子是与上述导电粒子相同的组合物。
6.如权利要求4所述的陶瓷加热器，其特征在于，在剖面上，包含在上述块状绝缘性组合物内的粒子所占的面积率为10％以下。
7.一种陶瓷加热器，以板状陶瓷体的一侧主面作为加热面，在该板状陶瓷体的内部或另一侧主面配置带状电阻发热体，其特征在于，
沿着上述板状陶瓷体和上述电阻发热体的界面，在上述电阻加热体中设置空孔。
8.一种陶瓷加热器，以板状陶瓷体的一侧主面作为加热面，在该板状陶瓷体的另一侧主面介由绝缘层配置带状电阻发热体，其特征在于，
沿着上述板状陶瓷体和上述绝缘层的界面，在上述绝缘层中设置空孔。
9.如权利要求7或8所述的陶瓷加热器，其特征在于，上述空孔的大小为0.05～50μm。
10.如权利要求7或8所述的陶瓷加热器，其特征在于，在上述板状陶瓷体的垂直于主面的剖面上，上述空孔的线密度为1000～500000个/m。
11.一种陶瓷加热器，以板状陶瓷体的一侧主面作为加热面，在该板状陶瓷体的内部或另一侧主面配置带状电阻发热体，其特征在于，
上述电阻发热体由导电粒子和绝缘性组合物构成，使具有大致相同宽度的圆弧带与折回圆弧带相连续配置成大致同心圆状，位于同一圆周上的一对折回圆弧带之间的距离比沿半径方向相邻的圆弧带之间的距离小。
12.如权利要求11所述的陶瓷加热器，其特征在于，位于上述同一圆周上的一对折回圆弧带之间的距离为沿半径方向相邻的圆弧带之间距离的30％～80％。
13.如权利要求11所述的陶瓷加热器，其特征在于，设置能够独立加热的多个带状电阻发热体，至少一个上述电阻发热体的、位于同一圆周上的一对折回圆弧带之间的距离小于沿半径方向相邻的圆弧带之间的距离。
14.如权利要求11所述的陶瓷加热器，其特征在于，上述电阻发热体由位于中心部的圆形的电阻发热体带和其外侧的同心圆的3个圆环状电阻发热体带构成。
15.如权利要求14所述的陶瓷加热器，其特征在于，上述中心部的电阻发热体带的外径D1为最外周的电阻发热体带外径D的20～40％，其外侧的电阻发热体带的外径D2为外径D的40～55％，其外侧的电阻发热体带的内径D3为最外周的电阻发热体带外径D的55～85％。
16.如权利要求14所述的陶瓷加热器，其特征在于，在上述3个圆环状电阻发热体带中的最内侧的电阻发热体带为一个独立的电阻发热体，在其外侧具有圆环的电阻发热体，其外侧的电阻发热体带是将圆环沿圆周方向2等分得到的2个扇形，其外侧的电阻发热体带是将圆环沿圆周方向4等分得到的4个扇形。
17.如权利要求14所述的陶瓷加热器，其特征在于，上述中心部的电阻发热体带和其外侧的环状电阻发热体之间具有贯通上述板状陶瓷体的通孔。
18.如权利要求11所述的陶瓷加热器，其特征在于，上述最外周的电阻发热体带的带宽小于其内侧的其他电阻发热体带的带宽。
19.如权利要求11所述的陶瓷加热器，其特征在于，相对于包围上述电阻发热体带的外切圆的面积，电阻发热体在该外切圆内所占面积的比率为5～30％。
20.一种晶片加热装置，其特征在于，将权利要求1所述的陶瓷加热器的板状陶瓷体的一侧主面作为加载晶片的晶片加热面。
21.一种晶片加热装置，其特征在于，将权利要求7所述的陶瓷加热器的板状陶瓷体的一侧主面作为加载晶片的晶片加热面。
22.一种晶片加热装置，其特征在于，将权利要求8所述的陶瓷加热器的板状陶瓷体的一侧主面作为加载晶片的晶片加热面。
23.一种晶片加热装置，其特征在于，将权利要求11所述的陶瓷加热器的板状陶瓷体的一侧主面作为加载晶片的晶片加热面。
24.一种半导体晶片的制造方法，其特征在于，将半导体晶片与权利要求20所述的晶片加热装置的晶片加热面相对向配置，利用上述晶片加热装置来加热上述半导体晶片，并且进行半导体薄膜的成膜处理、蚀刻处理、抗蚀膜形成。
25.一种半导体晶片的制造方法，其特征在于，将半导体晶片与权利要求21所述的晶片加热装置的晶片加热面相对向配置，利用上述晶片加热装置来加热上述半导体晶片，并且进行半导体薄膜的成膜处理、蚀刻处理、抗蚀膜形成。
26.一种半导体晶片的制造方法，其特征在于，将半导体晶片与权利要求22所述的晶片加热装置的晶片加热面相对向配置，利用上述晶片加热装置来加热上述半导体晶片，并且进行半导体薄膜的成膜处理、蚀刻处理、抗蚀膜形成。
27.一种半导体晶片的制造方法，其特征在于，将半导体晶片与权利要求23所述的晶片加热装置的晶片加热面相对向配置，利用上述晶片加热装置来加热上述半导体晶片，并且进行半导体薄膜的成膜处理、蚀刻处理、抗蚀膜形成。
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