JP2001023758A - セラミックヒータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加熱面の温度均一性に優れるとともに、発熱
体の抵抗値の変動が抑制されたセラミックヒータを提供
すること。 【解決手段】 セラミック板の表面に発熱体を形成して
なるセラミックヒータにおいて、前記発熱体の表面に
は、金属被覆層が形成され、前記金属被覆層は、ホウ素
を含有し、かつ、リンの含有量が１重量％以下であるこ
とを特徴とするセラミックヒータ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

〔発明の詳細な説明〕

【０００２】

【従来の技術】半導体製品は、シリコンウエハ上に感光
性樹脂をエッチングレジストとして形成し、シリコンウ
エハのエッチングを行う工程等を経て製造される。この
感光性樹脂は液状であり、スピンコーターなどを用いて
シリコンウエハ表面に塗布されるのであるが、塗布後に
乾燥させなければならず、塗布したシリコンウエハをヒ
ータ上に載置して加熱することになる。従来、このよう
な用途に使用されるヒータとしては、アルミニウム板の
裏面に発熱体を配置した金属製のヒータが採用されてい
る。

【０００３】ところが、このような金属製のヒータは、
以下のような問題があった。まず、金属製であるため、
ヒータ板の厚みは、１５ｍｍ程度と厚くしなければなら
ない。なぜなら、薄い金属板では、加熱に起因する熱膨
張により、反り、歪みが発生してしまい、金属板上に載
置したシリコンウエハが破損したり傾いたりしてしまう
からである。しかしながら、ヒータ板の厚みを厚くする
と、ヒータの重量が大きくなり、かさばってしまう。

【０００４】また、発熱体に印加する電圧や電流量を変
えることにより、加熱温度を制御するのであるが、金属
板が厚いために、電圧や電流量の変化に対してヒータ板
の温度が迅速に追従せず、温度制御しにくいという問題
もあった。

【０００５】そこで、特開平１１−４０３３０号公報な
どで提案されているように、窒化物セラミックを使用
し、発熱体近傍の温度を測定しながら、温度制御する技
術が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような技術を用い
たセラミックヒータは、温度追従性に優れたヒータであ
り、また発熱体表面が金属層で被覆されているため、通
常の条件で使用した場合には、発熱体の抵抗値に変動は
なく、温度制御に支障をきたすことはなかった。

【０００７】しかしながら、このセラミックヒータは、
６００℃で１０００時間放置するという条件での耐久試
験を行うと、発熱体の抵抗値が変動するため、温度制御
ができなくなるという意外な問題点を有していた。そこ
で、本発明者らは、鋭意検討した結果、このような発熱
体の抵抗値の変動が、金属膜中のリンに起因しているこ
とを突き止めるに至った。本発明は、このような知見に
もとづいてなされたものであり、発熱体の抵抗値の変動
が抑制されたセラミックヒータを提供することを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のセラミックヒー
タは、セラミック板の表面に発熱体を形成してなるセラ
ミックヒータにおいて、上記発熱体の表面には、金属被
覆層が形成され、上記金属被覆層は、ホウ素を含有し、
かつ、リンの含有量が１重量％以下であることを特徴と
する。

【０００９】上記セラミックヒータにおいて、上記金属
被覆層は、リンを含有していないか、あるいはリンの含
有量が１重量％以下であることが必要である。また、上
記金属被覆層の含有するホウ素の含有量は、０．０１〜
５重量％であることが望ましい。上記金属被覆層を構成
する金属は、ニッケル、コバルトおよび貴金属からなる
群より選択される少なくとも一種であることが望まし
い。

【００１０】上記セラミックヒータを構成するセラミッ
クは、窒化物セラミックまたは炭化物セラミックである
ことが望ましい。上記金属被覆層の厚さは、０．１〜１
０μｍであることが好ましい。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明のセラミックヒータは、セ
ラミック板の表面に発熱体を形成してなるセラミックヒ
ータにおいて、上記発熱体の表面には、金属被覆層が形
成され、上記金属被覆層は、ホウ素を含有し、かつ、リ
ンの含有量が１重量％以下であることを特徴とする。

【００１２】本発明のセラミックヒータによれば、発熱
体の表面に、ホウ素を含有し、かつ、リンの含有量が１
重量％以下である金属被覆層が形成されているため、発
熱体の酸化が抑制され、これにともなって、発熱体の抵
抗値の変動が抑制される。そのため、高温下で長期間使
用した場合でも温度制御が可能である。

【００１３】上記セラミックヒータでは、発熱体の表面
部分には、金属被覆層が形成されている。このような金
属被覆層を形成することにより、発熱体を構成する金属
焼結体が酸化されて抵抗値が変化するのを防止すること
ができる。

【００１４】上記金属被覆層に使用される金属として
は、非酸化性の金属であれば特に限定されず、具体的に
は、例えば、ニッケル、コバルト、貴金属（金、銀、パ
ラジウム、白金）などが挙げられる。これらのなかで
は、ニッケルが好ましい。

【００１５】上記発熱体には、電源と接続するための端
子が必要であり、この端子は、半田を介して発熱体に取
り付けるが、ニッケルは、半田の熱拡散を防止するから
である。接続端子としては、例えば、コバール製の端子
ピンなどが挙げられる。

【００１６】上記セラミックヒータにおいて、上記金属
被覆層のリンの含有量は、１重量％以下に抑制される。
上記金属被覆層のリンの含有量が、１重量％を超える
と、リンと金属原子と酸素とが結合して、複合酸化物と
なり、金属膜に亀裂や空隙が発生してしまい、酸素が内
部の発熱体と反応して発熱体の抵抗値が変動してしま
う。上記金属被覆層は、リンを含有していないことが望
ましい。

【００１７】また、上記金属被覆層は、ホウ素を含有す
る。ホウ素を含有することにより、ホウ素と酸素とが反
応して、金属と酸素との結合を抑制するため、金属膜の
耐酸化性を向上させることができると考えられる。上記
金属被覆層のホウ素の含有量は、０．０１〜５重量％で
あることが望ましい。ホウ素量が多すぎるとホウ素自体
が抵抗発生源となってその分布により抵抗変動が生じ、
逆にホウ素量が少なすぎると後述する酸化防止作用が低
下して抵抗変動が大きくなるからである。

【００１８】上記金属被覆層の厚さは、０．１〜１０μ
ｍが望ましい。このような厚さとすることにより、発熱
体の抵抗値を変化させることなく、発熱体の酸化を防止
できるからである。

【００１９】上記セラミックヒータにおいて、セラミッ
ク板（以下、ヒータ板という）の一主面の表面に上記発
熱体を形成し、対向面をシリコンウエハ等を載置して加
熱する加熱面とすることが望ましい。

【００２０】発熱体の形成位置をこのように設定するこ
とにより、熱が伝搬中にヒータ板全般に拡散するため、
加熱面に発熱体のパターンに相似した温度分布を小さく
することができる。

【００２１】以下、図面を参照しながら本発明のセラミ
ックヒータについて説明する。図１は、第一の本発明の
セラミックヒータの一例を模式的に示す底面図である。
ヒータ板１１は、円板状に形成されており、発熱体１２
は、ヒータ板１１の全体の温度が均一になるように加熱
する必要があるために、ヒータ板１１の底面に同心円状
のパターンに形成されている。また、これら発熱体１２
は、互いに近い二重の同心円同士が１組として、１本の
線になるように接続され、その両端に入出力の端子とな
る端子ピン１３が接続されている。また、中央に近い部
分には、支持ピン（図示せず）を挿入するための貫通孔
１５が形成されている。

【００２２】ヒータ板１１の厚さは、０．５〜５ｍｍが
好ましい。０．５ｍｍより薄いと、強度が低下するため
破損しやすくなり、一方、５ｍｍより厚くなると、熱が
伝搬しにくくなり、加熱の効率が悪くなる。

【００２３】セラミックヒータ１０を構成するセラミッ
クは、窒化物セラミックまたは炭化物セラミックである
ことが望ましい。窒化物セラミックや炭化物セラミック
は、熱膨張係数が金属よりも小さく、機械的な強度が格
段に高いため、薄くしても、加熱面により、反ったり、
歪んだりしない。そのため、ヒータ板を薄くて軽いもの
とすることができる。また、ヒータ板の熱伝導率が高
く、ヒータ板自体が薄いため、ヒータ板の表面温度が、
発熱体の温度変化に迅速に追従する。即ち、電圧、電流
値を変えて発熱体の温度を変化させることにより、ヒー
タ板の表面温度を制御することができるのである。

【００２４】上記窒化物セラミックとしては、例えば、
窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化チタ
ン等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２
種以上を併用してもよい。

【００２５】また、炭化物セラミックとしては、例え
ば、炭化ケイ素、炭化ジルコニウム、炭化チタン、炭化
タンタル、炭化タングステン等が挙げられる。これら
は、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

【００２６】これらのなかでは、窒化アルミニウムや炭
化ケイ素が好ましい。熱伝導率が極めて高く、温度追従
性に優れるからである。

【００２７】発熱体１２は、図１に示したように、少な
くとも２以上の回路に分割されていることが望ましい。
回路を分割することにより、各回路に投入する電力を制
御して発熱量を変えることができ、シリコンウエハの加
熱面の温度を調整することができるからである。

【００２８】発熱体１２のパターンとしては、例えば、
渦巻き、同心円、偏心円、屈曲線などが挙げられる。

【００２９】本発明においては、発熱体１２をヒータ板
１１の表面に形成する。この場合には、金属粒子を含む
導体ペーストをヒータ板１１の表面に塗布して所定パタ
ーンを形成した後、これを焼き付け、ヒータ板１１の表
面で金属粒子を焼結させる方法が好ましい。なお、金属
の焼結は、金属粒子同士および金属粒子とセラミックと
が融着していれば充分である。

【００３０】図１に示したように、ヒータ板１１の表面
に発熱体１２を形成する場合には、この発熱体１２の厚
さは、１〜３０μｍが望ましい。

【００３１】また、ヒータ板１１の表面に発熱体１２を
形成する場合には、発熱体１２の幅は、０．１〜２０ｍ
ｍが望ましい。

【００３２】発熱体１２は、その幅や厚さにより抵抗値
に変化を持たせることができるが、上記した範囲が最も
実用的である。抵抗値は、薄く、また、細くなる程大き
くなる。

【００３３】発熱体１２の断面のアスペクト比（発熱体
の幅／発熱体の厚さ）は、１０〜５０００であることが
望ましい。この範囲に調整することにより、発熱体の抵
抗値を大きくすることができるとともに、加熱面の温度
の均一性を確保することができるからである。

【００３４】発熱体の厚さを一定とした場合、アスペク
ト比が小さいと、ヒータ板１１の加熱方向への熱の伝搬
量が小さくなり、発熱体のパターンに近似した熱分布が
加熱面に発生してしまい、逆にアスペクト比が大きすぎ
ると発熱体パターンの中央の直上部分が高温となってし
まい、結局、発熱体パターンに近似した熱分布が加熱面
に発生してしまう。温度分布を考慮すると、断面のアス
ペクト比は、１０〜５０００であることが好ましいので
ある。より好ましいアスペクト比は、２０〜２００であ
る。

【００３５】導体ペーストとしては特に限定されない
が、導電性を確保するための金属粒子または導電性セラ
ミックが含有されているほか、樹脂、溶剤、増粘剤など
を含むものが好ましい。

【００３６】上記金属粒子としては、貴金属（金、銀、
白金、パラジウム）、鉛、タングステン、モリブデン、
ニッケルなどが好ましい。これらは、単独で用いてもよ
く、２種以上を併用してもよい。これらの金属は、比較
的酸化しにくく、発熱するに充分な抵抗値を有するから
である。上記導電性セラミックとしては、タングステ
ン、モリブデンの炭化物などが挙げられる。これらは、
単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

【００３７】これら金属粒子または導電性セラミック粒
子の粒径は、０．１〜１００μｍが好ましい。０．１μ
ｍ未満と微細すぎると、酸化されやすく、一方、１００
μｍを超えると、焼結しにくくなり、抵抗値が大きくな
るからである。

【００３８】上記金属粒子の形状は、球状であっても、
リン片状であってもよい。これらの金属粒子を用いる場
合、球状物とリン片状物との混合物であってよい。上記
金属粒子がリン片状物、または、球状物とリン片状物と
の混合物の場合は、金属粒子間の金属酸化物を保持しや
すくなり、発熱体と窒化物セラミック等との密着性を確
実にし、かつ、抵抗値を大きくすることができるため有
利である。

【００３９】導体ペーストに使用される樹脂としては、
例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などが挙げられ
る。また、溶剤としては、例えば、イソプロピルアルコ
ールなどが挙げられる。さらに、増粘剤としては、例え
ば、セルロースなどが挙げられる。

【００４０】導体ペーストには、上記したように、金属
粒子に加えて金属酸化物を含ませ、発熱体を金属粒子お
よび金属酸化物を焼結させたものとすることが望まし
い。このように、金属酸化物を金属粒子とともに焼結さ
せることにより、ヒータ板である窒化物セラミックまた
は炭化物セラミックと金属粒子とを密着させることがで
きる。

【００４１】金属酸化物を混合することにより、窒化物
セラミックまたは炭化物セラミックと密着性が改善され
る理由は明確ではないが、金属粒子表面や窒化物セラミ
ック、炭化物セラミックの表面は、わずかに酸化されて
酸化膜が形成されており、この酸化膜同士が金属酸化物
を介して焼結して一体化し、金属粒子と窒化物セラミッ
クまたは炭化物セラミックとが密着するのではないかと
考えられる。

【００４２】前記金属酸化物としては、例えば、酸化
鉛、酸化亜鉛、シリカ、酸化ホウ素（Ｂ ₂ Ｏ₃ ）、アル
ミナ、イットリアおよびチタニアからなる群から選ばれ
る少なくとも１種が好ましい。

【００４３】これらの酸化物は、発熱体の抵抗値を大き
くすることなく、金属粒子と窒化物セラミックまたは炭
化物セラミックとの密着性を改善することができるから
である。

【００４４】上記酸化鉛、酸化亜鉛、シリカ、酸化ホウ
素（Ｂ₂ Ｏ₃ ）、アルミナ、イットリア、チタニアの割
合は、金属酸化物の全量を１００重量部とした場合、重
量比で、酸化鉛が１〜１０、シリカが１〜３０、酸化ホ
ウ素が５〜５０、酸化亜鉛が２０〜７０、アルミナが１
〜１０、イットリアが１〜５０、チタニアが１〜５０で
あって、その合計が１００重量部を超えない範囲で調整
されていることが望ましい。これらの範囲で、これらの
酸化物の量を調整することにより、特に窒化物セラミッ
クとの密着性を改善することができる。

【００４５】上記金属酸化物の金属粒子に対する添加量
は、０．１重量％以上１０重量％未満が望ましい。この
ような構成の導体ペーストを使用して発熱体を形成した
際の面積抵抗率は、１〜４５ｍΩ／□が望ましい。

【００４６】面積抵抗率が４５ｍΩ／□を超えると、印
加電圧量に対して発熱量は大きくなりすぎて、ヒータ板
の表面に発熱体を設けたヒータ板では、その発熱量を制
御しにくいからである。なお、金属酸化物の添加量が１
０重量％以上であると、面積抵抗率が５０ｍΩ／□を超
えてしまい、発熱量が大きくなりすぎて温度制御が難し
くなり、温度分布の均一性が低下する。

【００４７】発熱体に接続端子を接続する場合、半田と
しては、銀−鉛、鉛−スズ、ビスマス−スズなどの合金
を使用することができる。なお、半田層の厚さは、０．
１〜５０μｍが好ましい。半田による接続を確保するの
に充分な範囲だからである。

【００４８】図２は、本発明のセラミックヒータの一例
を模式的に示した断面図である。図２に示したように、
このセラミックヒータ２０では、円板状のヒータ板２１
に貫通孔２５が複数個設けられ、その貫通孔２５に支持
ピン２６が挿入され、この支持ピン２６上にシリコンウ
エハ１９が載置されるようになっている。また、この支
持ピン２６を上下させることにより、シリコンウエハ１
９を図示しない搬送機に渡したり、搬送機からシリコン
ウエハ１９を受け取ったりすることができるようになっ
ている。

【００４９】また、セラミックヒータ２０では、ヒータ
板２１の底面２１ｂに発熱体２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、
２２ｄが形成され、発熱体２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２
２ｄの周囲に金属被覆層２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４
ｄが形成されている。また、発熱体２２ａ、２２ｃに金
属被覆層２４ａ、２４ｃを介して端子ピン２２ａ、２３
ｃが接続、固定されている。この端子ピン２２ａ、２３
ｃはソケット等を介して電源（図示せず）に接続されて
いる。

【００５０】上記セラミックヒータにおいては、必要に
応じて、以下のような構成としてもよい。すなわち、ヒ
ータ板１１に、底面２１ｂ側から有底孔を設けて、この
有底孔の底に熱電対を固定する。そして、この熱電対
を、記憶部に接続し、各熱電対の温度を一定時間毎に測
定し、そのデータを記憶することができるようにする。
さらに、この記憶部を制御部に接続するとともに、演算
部に接続し、記憶部に記憶されたデータに基づき、演算
部で制御する電圧値等の計算を行い、これに基づき、制
御部から各発熱体に対して所定の電圧を印加する。この
ようにすることにより、ヒータ板の温度を制御し、加熱
面２１ａの温度を均一にすることができる。

【００５１】このようなヒータ板１１の温度測定が可能
なセラミックヒータを用いる場合、セラミックヒータを
構成するセラミックとしては、窒化アルミニウムが好ま
しい。窒化アルミニウムは、上記したように熱伝導率が
高く（１８０Ｗ／ｍ・Ｋ）、温度追従性に優れるもの
の、温度分布の不均一を招きやすく、上記のような測温
素子の形成構造をとる必要があるからである。

【００５２】次に、セラミックヒータの製造方法につい
て説明する。 （１）ヒータ板の作製工程 上記した窒化アルミニウム等の窒化物セラミック、また
は、炭化ケイ素等の炭化物セラミックの粉体、必要に応
じてイットリア等の焼結助剤、バインダーをスプレード
ライ等の方法により顆粒状にし、この顆粒を金型等に入
れて加圧し、板状に成形して生成形体を製造する。

【００５３】生成形体には、必要に応じて、シリコンウ
エハの支持ピンを挿入する貫通孔や熱電対等の測温素子
を埋め込む有底孔を設けておくことができる。次に、こ
の生成形体を加熱焼成して焼結させてセラミック製の板
状体を製造する。この加熱焼成の際、加圧することによ
り気孔のないヒータ板を製造することができる。上記加
熱焼成を行う温度は、焼結温度以上であればよく、窒化
物セラミックまたは炭化物セラミックでは、１０００〜
２５００℃である。

【００５４】（２）ヒータ板に導体ペーストを印刷する
工程 導体ペーストは、一般に、金属粒子、樹脂、溶剤からな
る粘度の高い流動物である。この導体ペーストをスクリ
ーン印刷等で発熱体を設けようとする部分に印刷する。
発熱体は、ヒータ板全体を均一な温度にする必要がある
ことから、図１に示すような同心円からなるパターンに
印刷することが望ましい。また、発熱体の断面は方形で
あり、偏平な形状とすることが望ましい。

【００５５】（３）ヒータ板に発熱体を設ける工程 導体ペーストを加熱焼成して、樹脂、溶剤を除去すると
ともに、金属粒子を焼結させる。加熱焼成温度は、５０
０〜１０００℃である。導体ペースト中に金属酸化物を
添加しておくと、金属粒子、セラミック製の板状体、お
よび、金属酸化物が焼結して一体化するため、発熱体と
セラミック製の板状体との密着性が向上する。

【００５６】（４）発熱体表面に金属被覆層を形成する
工程 さらに、発熱体表面に金属被覆層を形成する。金属被覆
層は、電解めっき、無電解めっき、スパッタリング等に
より形成することができるが、量産性を考慮すると無電
解めっきが最適である。

【００５７】無電解めっきで使用する無電解めっき液と
しては、例えば、以下のものなどが挙げられる。

【００５８】硫酸ニッケル １０〜５０ｇ／ｌ、ホウ酸
１０〜５０ｇ／ｌ、塩化アンモニウム １０〜５０ｇ
／ｌ、ロッシェル塩 ３０〜８０ｇ／ｌ、ジメチルアミ
ノボラン １．０〜５．０ｇ／ｌからなる浴温が６０〜
８０℃のニッケルめっき用溶液。

【００５９】塩化コバルト６水和物 １〜１０ｇ／ｌ、
ロッシェル塩 ２０〜８０ｇ／ｌ、硝酸鉛 １〜３０ｐ
ｐｍ、水酸化ホウ素ナトリウム ０．５〜２ｇ／ｌから
なる浴温が３０〜５０℃のコバルトめっき用溶液。

【００６０】シアン化金カリウム ０．００１〜０．０
５ｍｏｌ／ｌ、シアン化カリウム ０．００５〜０．５
ｍｏｌ／ｌ、水酸化カリウム ０．０５〜１ｍｏｌ／
ｌ、水酸化ホウ素ナトリウム ０．０５〜１ｍｏｌ／ｌ
からなる浴温が６０〜８５℃の金めっき用溶液。このよ
うなめっき液は、リンを全く含まないか、不純物として
含んでいるにすぎず、析出した金属膜中のリン濃度も１
重量％以下である。

【００６１】（５）発熱体に接続端子を取り付ける工程 発熱体１２のパターンの端部に電源との接続のための端
子を半田にて取り付ける。また、有底孔を設けた場合に
は、有底孔に銀ろう、金ろう等で熱電対を取り付け、ポ
リイミドなどの耐熱性樹脂で封止してもよい。

【００６２】

【実施例】以下、本発明をさらに詳細に説明する。 （実施例１） 窒化アルミニウム製のセラミックヒータの製造 (1) 窒化アルミニウム粉末（平均粒径：１．１μｍ）１
００重量部、イットリア（平均粒径：０．４μｍ）４重
量部、アクリルバインダー１２重量部およびアルコール
からなる組成物のスプレードライを行い、顆粒状の粉末
を作製した。

【００６３】(2) 次に、この顆粒状物を金型に入れ、平
板状に成形して生成形体（グリーン）を得た。この生成
形体にドリル加工を施し、シリコンウエハの支持ピンを
挿入する貫通孔１５、熱電対を埋め込むための有底孔と
なる部分を形成した。

【００６４】(3) 加工処理の終わった生成形体を１８０
０℃、圧力：２００ｋｇ／ｃｍ² でホットプレスし、厚
さが３ｍｍの窒化アルミニウム板状体を得た。次に、こ
の板状体から直径２１０ｍｍの円板体を切り出し、セラ
ミック製の板状体（ヒータ板）１１とした。

【００６５】(4) 上記(3) で得たヒータ板１１に、スク
リーン印刷にて導体ペーストを印刷した。印刷パターン
は、図１に示したような同心円状のパターンとした。導
体ペーストとしては、プリント配線板のスルーホール形
成に使用されている徳力化学研究所製のソルベストＰＳ
６０３Ｄを使用した。この導体ペーストは、銀−鉛ペー
ストであり、銀１００重量部に対して、酸化鉛（５重量
％）、酸化亜鉛（５５重量％）、シリカ（１０重量
％）、酸化ホウ素（２５重量％）およびアルミナ（５重
量％）からなる金属酸化物を７．５重量部含むものであ
る。また、銀粒子は、平均粒径が４．５μｍで、リン片
状のものである。

【００６６】(5) 次に、導体ペーストを印刷したヒータ
板を７８０℃で加熱焼成して、導体ペースト中の銀、鉛
を焼結させるとともにヒータ板１１に焼き付け、発熱体
１２を形成した。銀−鉛の発熱体１２は、厚さが５μ
ｍ、幅２．４ｍｍ、面積抵抗率が７．７ｍΩ／□であっ
た。

【００６７】(6) 硫酸ニッケル３０ｇ／ｌ、ほう酸３０
ｇ／ｌ、塩化アンモニウム３０ｇ／ｌ、ロッシェル塩６
０の濃度の水溶液からなる無電解ニッケルめっき浴に上
記(5)で作製したヒータ板を浸漬し、銀−鉛の発熱体１
２の表面に厚さ１μｍ、ホウ素の含有量が１重量％以
下、リンの含有量が測定限界値以下（おそらく存在しな
いと考えられる）の金属被覆層（ニッケル層）を析出さ
せた。なお、ホウ素の含有量測定は蛍光Ｘ線分析装置
（ＲＩＧＡＫＵ製 ＲＩＸ２１００）による。

【００６８】(7) 電源との接続を確保するための端子を
取り付ける部分に、スクリーン印刷により、銀−鉛半田
ペースト（田中貴金属製）を印刷して半田層を形成し
た。ついで、半田層の上にコバール製の端子ピン１３を
載置して、４２０℃で加熱リフローし、端子ピン１３を
発熱体１２の表面に取り付けた。

【００６９】(8) 温度制御のための熱電対を８２％Ａｕ
−１８％Ｎｉの金ろうで接続し、さらにポリイミド樹脂
を埋め込んで２００℃で加熱し、セラミックヒータ１０
を得た。

【００７０】（実施例２） 炭化ケイ素製のセラミックヒータの製造 平均粒径１．０μｍの炭化ケイ素を使用し、焼結温度を
１９００℃とし、さらに得られたヒータ板１１の表面を
１５００℃で２時間焼成して表面に厚さ１μｍのＳｉＯ
₂ 層を形成したほかは、実施例１と同様にし、炭化ケイ
素製のセラミックヒータを製造した。

【００７１】（実施例３） 窒化アルミニウム製のセラミックヒータの製造 実施例１の(5) で作製したヒータ板を、硫酸ニッケル８
０ｇ／ｌ、次亜リン酸ナトリウム８ｇ／ｌ、酢酸ナトリ
ウム１２ｇ／ｌ、ほう酸８ｇ／ｌ、塩化アンモニウム６
ｇ／ｌの濃度の水溶液からなる無電解ニッケルめっき浴
に浸漬して、銀−鉛の発熱体の表面に厚さ１μｍ、リン
の含有量が０．５重量％で、ホウ素の含有量が０．５重
量％の金属被覆層（ニッケル層）を析出させたほかは、
実施例１と同様にし、窒化アルミニウム製のセラミック
ヒータを製造した。なお、リン、ホウ素の含有量測定
は、蛍光Ｘ線分析装置（ＲＩＧＡＫＵ製 ＲＩＸ２１０
０）による。

【００７２】（比較例１） 窒化アルミニウム製のセラミックヒータの製造 実施例１の(5) で作製したヒータ板を、硫酸ニッケル８
０ｇ／ｌ、次亜リン酸ナトリウム２４ｇ／ｌ、酢酸ナト
リウム１２ｇ／ｌ、ほう酸８ｇ／ｌ、塩化アンモニウム
６ｇ／ｌの濃度の水溶液からなる無電解ニッケルめっき
浴に浸漬して、銀−鉛の発熱体の表面に厚さ１μｍ、リ
ンの含有量が１．５重量％で、ホウ素の含有量が０．５
重量％の金属被覆層（ニッケル層）を析出させたほか
は、実施例１と同様にし、窒化アルミニウム製のセラミ
ックヒータを製造した。なお、リン、ホウ素の含有量測
定は、蛍光Ｘ線分析装置（ＲＩＧＡＫＵ製 ＲＩＸ２１
００）による。

【００７３】（比較例２） 窒化アルミニウム製のセラミックヒータの製造 実施例１の(5) で作製したヒータ板を、塩化ニッケル３
０ｇ／ｌ、次亜リン酸ナトリウム１０ｇ／ｌ、塩化アン
モニウム５０ｇ／ｌの濃度の水溶液からなる無電解ニッ
ケルめっき浴に浸漬して、銀−鉛の発熱体の表面に厚さ
１μｍ、リンの含有量が１．５重量％で、ホウ素の含有
量が測定限界以下（おそらく存在しないと考えられる）
の金属被覆層（ニッケル層）を析出させたほかは、実施
例１と同様にし、窒化アルミニウム製のセラミックヒー
タを製造した。なお、リン、ホウ素の含有量測定は、蛍
光Ｘ線分析装置（ＲＩＧＡＫＵ製 ＲＩＸ２１００）に
よる。

【００７４】（比較例３） 窒化アルミニウム製のセラミックヒータの製造 実施例１の(5) で作製したヒータ板を、塩化ニッケル２
０ｇ／ｌ、水素化ホウ素ナトリウム１０ｇ／ｌ、塩化ア
ンモニウム１０ｇ／ｌの濃度の水溶液からなる無電解ニ
ッケルめっき浴に浸漬して、銀−鉛の発熱体の表面に厚
さ１μｍ、リン、ホウ素の含有量が測定限界以下（おそ
らく存在しないと考えられる）の金属被覆層（ニッケル
層）を析出させたほかは、実施例１と同様にし、窒化ア
ルミニウム製のセラミックヒータを製造した。なお、リ
ン、ホウ素の含有量測定は、蛍光Ｘ線分析装置（ＲＩＧ
ＡＫＵ製 ＲＩＸ２１００）による。

【００７５】セラミックヒータの評価 実施例１〜３および比較例１〜３で作製したセラミック
ヒータについて、６００℃、１０００時間の加速試験を
実施し、試験前後の面積抵抗率を測定した。結果を表１
に示した。

【００７６】

【表１】

【００７７】表１に示したように、実施例１〜３で作製
したセラミックヒータは、加速試験前後での面積抵抗率
がほとんど変化しなかったが、比較例１〜３で作製した
セラミックヒータは、加熱試験後に面積抵抗率が大きく
増加しており、加速試験後はこのセラミックヒータは温
度を制御することができなかった。

【００７８】

【発明の効果】以上説明したように本発明のセラミック
ヒータは、加熱面の温度均一性に優れるとともに、発熱
体の酸化による発熱体の抵抗値の変動が抑制されている
ため、高温下で長期間使用した場合でも温度制御が可能
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のセラミックヒータの一例を模式的に示
す底面図である。

【図２】本発明のセラミックヒータの一例を模式的に示
す断面図である。

【符号の説明】

１０、２０ セラミックヒータ １１、２１ ヒータ板 １２、２２ 発熱体 １３、２３ 端子ピン １５、２５ 貫通孔 １９ シリコンウエハ ２４ 金属被覆層 ２６ 支持ピン

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セラミック板の表面に発熱体を形成して
   なるセラミックヒータにおいて、前記発熱体の表面に
   は、金属被覆層が形成され、前記金属被覆層は、ホウ素
   を含有し、かつ、リンの含有量が１重量％以下であるこ
   とを特徴とするセラミックヒータ。
2. 【請求項２】 前記金属被覆層は、リンを含有しない請
   求項１記載のセラミックヒータ。
3. 【請求項３】 前記ホウ素の含有量は、０．０１〜５重
   量％である請求項１に記載のセラミックヒータ。
4. 【請求項４】 前記金属被覆層を構成する金属は、ニッ
   ケル、コバルトおよび貴金属からなる群より選択される
   少なくとも一種である請求項１に記載のセラミックヒー
   タ。
5. 【請求項５】 前記セラミックヒータを構成するセラミ
   ックは、窒化物セラミックまたは炭化物セラミックであ
   る請求項１に記載のセラミックヒータ。
6. 【請求項６】 前記金属被覆層の厚さは、０．１〜１０
   μｍである請求項１に記載のセラミックヒータ。