JP2002008826A

JP2002008826A - 半導体製造・検査装置用セラミックヒータ

Info

Publication number: JP2002008826A
Application number: JP2000181940A
Authority: JP
Inventors: Yasutaka Ito; 康隆伊藤; Yasuji Hiramatsu; 靖二平松
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 2000-06-16
Filing date: 2000-06-16
Publication date: 2002-01-11

Abstract

(57)【要約】【課題】シリコンウエハ等の被加熱物を加熱した際、
その温度が全体的に均一になるように加熱することがで
きるセラミックヒータを提供すること。【解決手段】抵抗発熱体がセラミック基板の内部また
は表面に形成されたセラミックヒータであって、上記セ
ラミック基板の熱伝導率のばらつきが、−１０〜１０％
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】

【発明の属する技術分野】本発明は、主に、半導体の製
造や検査のために用いられるセラミックヒータ（ホット
プレート）に関する。

【０００２】

【従来の技術】エッチング装置や、化学的気相成長装置
等を含む半導体製造・検査装置等においては、従来、ス
テンレス鋼やアルミニウム合金などの金属製基材を用い
たヒータやウエハプローバ等が用いられてきた。

【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、歪み等が発生してしまい、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、ヒータの重量が重くなり、また、嵩張ってしまう
という問題があった。

【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号公報に
は、基板として、熱伝導率が高く、強度も大きい窒化物
セラミックや炭化物セラミックを使用し、これらのセラ
ミックからなる板状体（セラミック基板）の表面に、金
属粒子を焼結して形成した発熱体を設けてなるセラミッ
クヒータが開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このようなセラミック
ヒータでは、加熱の際に熱膨張しても、セラミック基板
に反り、歪み等は発生しにくく、印加電圧や電流量の変
化に対する温度追従性も良好であった。

【０００７】しかしながら、このセラミックヒータを用
いてシリコンウエハ等の被加熱物を加熱すると、その加
熱面に温度のばらつきが生じやすく、このような温度の
ばらつきが生じた場合には、シリコンウエハ等が熱衝撃
により破損するという問題があった。

【０００８】また、近年のシリコンウエハ等の被加熱物
の大口径化等に伴って、より直径の大きいセラミックヒ
ータが求められているが、セラミックヒータの直径が大
きくなるほどにセラミック基板の加熱面の温度のばらつ
きは顕著になる。また、通常、セラミック基板の厚さ
は、厚くなるほどにその加熱面の温度のばらつきは小さ
くなるものであるが、逆に、その厚さが厚くなるほどに
加熱面の温度のばらつきが顕著になることがあった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上述した
問題点に鑑み、加熱面の温度のばらつきが小さく、シリ
コンウエハ等の被加熱物が熱衝撃により破損することも
ないセラミックヒータを得ることを目的として鋭意研究
を行った結果、この加熱面の温度のばらつきの一因は、
セラミック基板の熱伝導率のばらつきにあり、その熱伝
導率のばらつきを一定の範囲内に収めることにより、加
熱面を均一な温度に制御することができることを見い出
し、本発明を完成するに至った。

【００１０】すなわち本発明は、抵抗発熱体がセラミッ
ク基板の内部または表面に形成されたセラミックヒータ
であって、上記セラミック基板の熱伝導率のばらつき
が、−１０〜１０％であることを特徴とするセラミック
ヒータである。

【００１１】抵抗発熱体に電流を流して発熱させた際、
熱はセラミック基板中を伝搬して、加熱面に到達する。
セラミック基板の熱伝導率がほぼ均一であれば、加熱面
まで熱が伝搬する量はほぼ均一であるが、セラミック基
板の熱伝導率にばらつきがあると、加熱面まで熱が伝搬
する量に場所による差が生じ、その結果、加熱面に温度
のばらつきが発生するものと考えられる。

【００１２】しかしながら、本発明のセラミックヒータ
は、上記の通り、セラミック基板の熱伝導率のばらつき
を、−１０〜１０％の範囲内に調整しているので、抵抗
発熱体からセラミック基板の加熱面まで熱が伝搬する量
に、場所による差が殆ど生じず、そのため、セラミック
基板の加熱面の温度を均一にすることができ、熱衝撃に
よるシリコンウエハ等の被加熱物が破損するのを防止す
ることができる。

【００１３】本発明のセラミックヒータにおいて、上記
セラミック基板の厚さは、２０ｍｍ以下であり、また、
上記セラミック基板は円板であり、その直径は１９０ｍ
ｍを超えることが望ましい。

【００１４】また、本発明のセラミックヒータにおい
て、上記抵抗発熱体が、セラミック基板の表面に形成さ
れている場合は、上記抵抗発熱体が形成された面の反対
側面を加熱面としたものが望ましく、また、上記セラミ
ック基板の内部に上記抵抗発熱体が形成されている場合
は、上記抵抗発熱体は、加熱面の反対側の面から厚さ方
向に６０％以下の位置に形成されていることが望まし
い。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明のセラミックヒータは、抵
抗発熱体がセラミック基板の内部または表面に形成され
たセラミックヒータであって、上記セラミック基板の熱
伝導率のばらつきが、−１０〜１０％であることを特徴
とする。

【００１６】図１は、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り、図２はその一部を示す部
分拡大断面図である。セラミック基板１１は、円板状に
形成されており、抵抗発熱体１２は、セラミック基板１
１のウエハ加熱面１１ａの全体の温度が均一になるよう
に加熱するため、セラミック基板１１の底面１１ｂに同
心円状のパターンに形成されている。

【００１７】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外部端子１３が
金属被覆層１２ａを介して接続されている。また、中央
に近い部分には、シリコンウエハ９を運搬等するリフタ
ーピン１６を挿通するための貫通孔１５が形成され、さ
らに、測温素子１８を挿入するための有底孔１４が形成
されている。

【００１８】なお、図１〜２に示したセラミックヒータ
１０において、抵抗発熱体１２はセラミック基板１１の
底部に設けられているが、セラミック基板１１の内部に
設けられていてもよい。以下、本発明のセラミックヒー
タを構成する部材等について詳細に説明する。

【００１９】本発明のセラミックヒータ１０において、
セラミック基板１１は、加熱面１１ａを均一な温度に制
御するするため、その熱伝導率のばらつきが、−１０〜
１０％になるように調整されている。

【００２０】ここで、「熱伝導率のばらつき」とは、セ
ラミック基板の熱伝導率が場所によって異なる場合に、
熱伝導率の平均値と熱伝導率が最も大きい部分または熱
伝導率が最も小さい部分との差のうちの絶対値の大きい
方の値で定義される。この「熱伝導率のばらつき」はセ
ラミック基板を製造する際の焼成温度およびセラミック
基板の厚さ等に起因して発生する。

【００２１】上記セラミック基板の熱伝導率のばらつき
が発生する理由は明確ではないが、以下のように考えら
れる。例えば、窒化アルミニウムからなる基板を製造す
る場合には、イットリア（Ｙ₂Ｏ₃ ）等の焼結助剤を添
加し、焼結性を高める。しかしながら、これらの焼結助
剤は、焼成中に粒界や焼結体の表面方向に移動し、焼成
温度である程度蒸気圧がある場合には、表面に到達した
焼結助剤は、逸散（逃散）してしまう場合もある。

【００２２】焼成温度が充分に高い場合には、例えば、
かなりの量の焼結助剤（イットリア）は系外に逸散し、
一部の蒸発しにくい化合物等に変化したもののみが焼結
体内（粒界）に残る。従って、残存するイットリアの量
は、比較的均一である。しかし、焼成温度が低いと、焼
結助剤（イットリア）の移動等が抑えられ、残存するイ
ットリアの量が多くなるため、そのばらつきも相対的に
大きくなり、これに起因して熱伝導率にばらつきが生じ
ると考えられる。なお、焼結助剤は、焼成時に焼結を促
進すればよいので、結果的に焼成体内に焼結助剤が残っ
ていなくても、特に問題はない。

【００２３】また、セラミック基板が厚い場合にも、内
部にあるイットリアは、系外に移動しにくいため、残存
量も多くなり、それに伴ってばらつきも大きくなり、セ
ラミック基板の熱伝導率のばらつきが大きくなるものと
考えられる。さらに、焼結前の成形体の成形条件も関係
しており、一軸方向にプレスした場合より、冷間静水圧
プレスで均等にプレスした方が熱伝導率のバラツキが少
ないことも合わせて知見した。これは、一軸プレスでは
焼結が均等に進行しないためであると推定される。

【００２４】本発明では、セラミック基板の熱伝導率の
最小の値と最大の値とが、これらを平均した値に対して
−１０〜１０％の範囲内となるように調整されている。
従って、抵抗発熱体からセラミック基板の加熱面まで熱
が伝搬する量に場所による差が殆ど生じず、その結果、
セラミック基板の加熱面の温度を均一にすることができ
る。

【００２５】このように熱伝導率のばらつきを抑えるた
め、本発明では、焼成温度を高く保つか、または、セラ
ミック基板の厚さを薄くすることにより、逃散しやすい
焼結助剤を系外に逃散させる。これにより、焼結体内に
は、比較的均一な量の焼結助剤が残存し、セラミック基
板の熱伝導率のばらつきを抑制することができる。例え
ば、セラミック材料として、窒化アルミニウムを用いて
セラミック基板を製造する際には、焼成温度は、１８０
０〜２０００℃が好ましい。

【００２６】また、セラミック基板の厚さは、２０ｍｍ
以下であることが望ましい。セラミック基板の厚さが２
０ｍｍを超えると、セラミック基板の熱伝導率のばらつ
きが大きくなるとともに温度追従性が低下するからであ
る。また、その厚さは、０．５ｍｍ以上であることが望
ましい。０．５ｍｍより薄いと、セラミック基板の強度
自体が低下するため破損しやすくなる。より望ましく
は、１．５を超え５ｍｍ以下である。５ｍｍより厚くな
ると、熱が伝搬しにくくなり、加熱の効率が低下する傾
向が生じ、一方、１．５ｍｍ以下であると、セラミック
基板中を伝搬する熱が充分に拡散しないため加熱面に温
度のばらつきが発生することがあり、また、セラミック
基板の強度が低下して破損する場合があるからである。

【００２７】上記セラミック基板は、その直径は１９０
ｍｍを超えるものが望ましい。このような直径が大きい
ものほど加熱面での温度のばらつきが大きくなるため、
焼成温度や厚さを調整して、熱伝導率のばらつきを抑え
る必要があるからである。また、セラミック基板は、円
板であることが望ましい。通常、シリコンウエハ等の円
形の被加熱物を加熱するからである。

【００２８】セラミック基板１１の熱伝導率のばらつき
が上記範囲を外れる場合には、抵抗発熱体１２から放出
された熱が加熱面１１ａに伝搬する量に関して、場所に
よる差が生じるため、加熱面１１ａに温度のばらつきが
発生する。上記熱伝導率のばらつきの範囲は、−５〜＋
５％が望ましい。

【００２９】本発明のセラミックヒータでは、シリコン
ウエハ９等の被加熱物をセラミック基板１１の加熱面１
１ａに接触させた状態で載置して加熱するほか、図２に
示すように、セラミック基板１１に貫通孔１５を設け、
この貫通孔１５にリフターピン１６を挿入し、このリフ
ターピン１６でシリコンウエハ９等の被加熱物を保持す
ることにより、セラミック基板１１より一定の距離離間
させた状態で被加熱物を加熱してもよい。

【００３０】また、このリフターピン１６を上下させる
ことにより、搬送機からシリコンウエハ９等の被加熱物
を受け取ったり、被加熱物をセラミック基板１１上に載
置したり、被加熱物を支持したまま加熱したりすること
ができる。

【００３１】さらに、セラミック基板に凹部や貫通孔等
を形成し、この凹部等に先端が尖塔状または半球状の支
持ピンを先端がセラミック基板の表面よりわずかに突出
した状態で挿入、固定し、シリコンウエハ９等の被加熱
物をこの支持ピンで支持することにより、セラミック基
板との間に一定の間隔を保って保持してもよい。

【００３２】図３は、本発明の他の実施形態である、セ
ラミック基板の内部に抵抗発熱体が形成されたセラミッ
クヒータの抵抗発熱体の近傍を模式的に示した部分拡大
断面図である。

【００３３】図示はしていないが、図１に示したセラミ
ックヒータと同様に、セラミック基板２１は、円板形状
に形成されており、抵抗発熱体２２は、セラミック基板
２１の内部に、図１に示したパターンと同様のパター
ン、すなわち、同心円形状のパターンに形成されてい
る。

【００３４】また、抵抗発熱体２２の端部の直下には、
スルーホール２８が形成され、さらに、このスルーホー
ル２８を露出させる袋孔２７が底面２１ｂに形成され、
袋孔３７には外部端子２３が挿入され、ろう材２４で接
合されている。また、図３には示していないが、外部端
子２３には、例えば、導電線を有するソケットが取り付
けられ、この導電線は電源等と接続されている。

【００３５】このような内部に抵抗発熱体２２が形成さ
れたセラミックヒータにおいても、セラミック基板の熱
伝導率のばらつきを−１０〜１０％になるように調整す
ることにより、抵抗発熱体からセラミック基板の加熱面
まで熱が伝搬する量に、場所による差が生じず、セラミ
ック基板の加熱面の温度を均一にすることができる。

【００３６】本発明のセラミックヒータにおいて、セラ
ミック基板の表面に抵抗発熱体を設ける場合は、加熱面
は抵抗発熱体形成面の反対側であることが望ましい。セ
ラミック基板が熱拡散の役割を果たすため、加熱面の温
度均一性を向上させることができるからである。

【００３７】また、上記抵抗発熱体をセラミック基板の
内部に形成する場合は、上記抵抗発熱体は、加熱面の反
対側の面から厚さ方向に６０％以下の位置に形成されて
いることが望ましい。６０％を超えると、加熱面に近す
ぎるため、上記セラミック基板内を伝搬する熱が充分に
拡散されず、加熱面に温度のばらつきが発生してしまう
からである。

【００３８】抵抗発熱体をセラミック基板の内部に形成
する場合には、抵抗発熱体形成層を複数層設けてもよ
い。この場合は、各層のパターンは、相互に補完するよ
うにどこかの層に抵抗発熱体が形成され、加熱面の上方
から見ると、どの領域にもパターンが形成されている状
態が望ましい。このような構造としては、例えば、互い
に千鳥の配置になっている構造が挙げられる。なお、抵
抗発熱体をセラミック基板の内部に設け、かつ、その抵
抗発熱体を一部露出させてもよい。

【００３９】本発明のセラミックヒータ１０では、セラ
ミック基板１１の材料としてセラミックを使用してい
る。これは、セラミックは、熱膨張係数が金属より小さ
く、また、機械的強度に優れるため、薄くしても、加熱
により反ったり歪んだりせず、セラミック基板１１を薄
くて軽いものとすることができるからである。

【００４０】また、セラミック基板１１の熱伝導率が高
く、またセラミック基板１１自体薄いため、熱容量が小
さくなり、その結果、セラミック基板１１の表面温度
が、抵抗発熱体１２の温度変化に迅速に追従する。即
ち、電圧、電流量を変えて抵抗発熱体１２の温度を変化
させることにより、セラミック基板１１の表面温度を良
好に制御することができるのである。

【００４１】上記セラミックとしては特に限定されず、
例えば、窒化物セラミック、炭化物セラミックおよび酸
化物セラミック等を挙げることができる。セラミック基
板１１の材料として、これらのなかでは、窒化物セラミ
ックを用いる場合に、特に、セラミックヒータが上記特
性に優れる。

【００４２】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。また、上記炭化物セラミックとして
は、炭化珪素、炭化チタン、炭化硼素等が挙げられる。
さらに、上記酸化物セラミックとしては、アルミナ、コ
ージェライト、ムライト、シリカ、ベリリア等が挙げら
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。これらのなかでは、窒化アルミニウムが最
も好ましい。熱伝導率が１８０Ｗ／ｍ・Ｋと最も高いか
らである。

【００４３】また、上記セラミック材料は、焼結助剤を
含有していてもよい。上記焼結助剤としては、例えば、
アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、希土類
酸化物等が挙げられる。これらの焼結助剤のなかでは、
ＣａＯ、Ｙ₂ Ｏ₃ 、Ｎａ₂ Ｏ、Ｌｉ₂ Ｏ、Ｒｂ₂ Ｏが好
ましい。これらの含有量としては、０．１〜２０重量％
が好ましい。また、アルミナを含有していてもよい。

【００４４】上記セラミック基板は、明度がＪＩＳＺ
８７２１の規定に基づく値でＮ４以下のものであるこ
とが望ましい。このような明度を有するものが輻射熱
量、隠蔽性に優れるからである。また、このようなセラ
ミック基板は、サーモビュアにより、正確な表面温度測
定が可能となる。

【００４５】ここで、明度のＮは、理想的な黒の明度を
０とし、理想的な白の明度を１０とし、これらの黒の明
度と白の明度との間で、その色の明るさの知覚が等歩度
となるように各色を１０分割し、Ｎ０〜Ｎ１０の記号で
表示したものである。そして、実際の測定は、Ｎ０〜Ｎ
１０に対応する色票と比較して行う。この場合の小数点
１位は０または５とする。

【００４６】このような特性を有するセラミック基板
は、セラミック基板中にカーボンを１００〜５０００ｐ
ｐｍ含有させることにより得られる。カーボンには、非
晶質のものと結晶質のものとがあり、非晶質のカーボン
は、セラミック基板の高温における体積抵抗率の低下を
抑制することでき、結晶質のカーボンは、セラミック基
板の高温における熱伝導率の低下を抑制することができ
るため、その製造する基板の目的等に応じて適宜カーボ
ンの種類を選択することができる。

【００４７】非晶質のカーボンは、例えば、Ｃ、Ｈ、Ｏ
だけからなる炭化水素、好ましくは、糖類を、空気中で
焼成することにより得ることができ、結晶質のカーボン
としては、グラファイト粉末等を用いることができる。
また、アクリル系樹脂を不活性雰囲気下で熱分解させた
後、加熱加圧することによりカーボンを得ることができ
るが、このアクリル系樹脂の酸価を変化させることによ
り、結晶性（非晶性）の程度を調整することもできる。

【００４８】また、セラミック基板の気孔率は、０また
は５％以下が好ましい。上記気孔率はアルキメデス法に
より測定する。高温での熱伝導率の低下、反りの発生を
抑制することができるからである。

【００４９】本発明では、必要に応じて、セラミック基
板に熱電対を埋め込んでおくことができる。熱電対によ
り抵抗発熱体の温度を測定し、そのデータをもとに電
圧、電流量を代えて、温度を制御することができるから
である。

【００５０】上記熱電対の金属線の接合部位の大きさ
は、各金属線の素線径と同一か、もしくは、それよりも
大きく、かつ、０．５ｍｍ以下がよい。このような構成
によって、接合部分の熱容量が小さくなり、温度が正確
に、また、迅速に電流値に変換されるのである。このた
め、温度制御性が向上してウエハの加熱面の温度分布が
小さくなるのである。上記熱電対としては、例えば、Ｊ
ＩＳ−Ｃ−１６０２（１９８０）に挙げられるように、
Ｋ型、Ｒ型、Ｂ型、Ｅ型、Ｊ型、Ｔ型熱電対が挙げられ
る。

【００５１】セラミック基板の表面または内部に形成さ
れる抵抗発熱体は、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。

【００５２】抵抗発熱体のパターンとしては、例えば、
同心円、渦巻き、偏心円、屈曲線などが挙げられるが、
セラミック基板全体の温度を均一にすることができる点
から、図１に示したような同心円状のものか、または、
同心円形状と屈曲形状とを組み合わせたものが好まし
い。

【００５３】抵抗発熱体をセラミック基板の表面に形成
する場合には、金属粒子を含む導体ペーストをセラミッ
ク基板の表面に塗布して所定パターンの導体ペースト層
を形成した後、これを焼き付け、セラミック基板の表面
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。

【００５４】セラミック基板の表面に抵抗発熱体を形成
する場合には、抵抗発熱体の厚さは、１〜３０μｍが好
ましく、１〜１０μｍがより好ましい。また、セラミッ
ク基板の内部に抵抗発熱体を形成する場合には、その厚
さは、１〜５０μｍが好ましい。

【００５５】また、セラミック基板の表面に抵抗発熱体
を形成する場合には、抵抗発熱体の幅は、０．１〜２０
ｍｍが好ましく、０．１〜５ｍｍがより好ましい。ま
た、セラミック基板の内部に抵抗発熱体を形成する場合
には、抵抗発熱体の幅は、５〜２０μｍが好ましい。

【００５６】抵抗発熱体は、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。抵抗発熱体は、セラミック基板の内部に形成し
た場合の方が、厚み、幅とも大きくなるが、抵抗発熱体
を内部に設けると、加熱面と抵抗発熱体との距離が短く
なり、加熱面の温度の均一性が低下するため、抵抗発熱
体自体の幅を広げる必要があること、内部に抵抗発熱体
を設けるために、窒化物セラミック等との密着性を考慮
する必要性がないため、タングステン、モリブデンなど
の高融点金属やタングステン、モリブデンなどの炭化物
を使用することができ、抵抗値を高くすることが可能と
なるため、断線等を防止する目的で厚み自体を厚くして
もよい。そのため、抵抗発熱体は、上記した厚みや幅と
することが望ましい。

【００５７】抵抗発熱体は、断面形状が矩形であっても
楕円であってもよいが、偏平であることが望ましい。偏
平の方が加熱面に向かって放熱しやすいため、加熱面の
温度分布ができにくいからである。断面のアスペクト比
（抵抗発熱体の幅／抵抗発熱体の厚さ）は、１０〜５０
００であることが望ましい。この範囲に調整することに
より、抵抗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。

【００５８】抵抗発熱体の厚さを一定とした場合、アス
ペクト比が上記範囲より小さいと、セラミック基板の加
熱面方向への熱の伝搬量が小さくなり、抵抗発熱体のパ
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抵抗発熱体の中央の直上
部分が高温となってしまい、結局、抵抗発熱体のパター
ンに近似した熱分布が加熱面に発生してしまう。従っ
て、温度分布を考慮すると、断面のアスペクト比は、１
０〜５０００であることが好ましいのである。

【００５９】抵抗発熱体をセラミック基板の表面に形成
する場合は、アスペクト比を１０〜２００、抵抗発熱体
１２をセラミック基板の内部に形成する場合は、アスペ
クト比を２００〜５０００とすることが望ましい。抵抗
発熱体は、セラミック基板の内部に形成した場合の方
が、アスペクト比が大きくなるが、これは、抵抗発熱体
を内部に設けると、加熱面と抵抗発熱体との距離が短く
なり、表面の温度均一性が低下するため、抵抗発熱体自
体を偏平にする必要があるからである。

【００６０】上記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。

【００６１】上記金属粒子としては、例えば、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、例
えば、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。

【００６２】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。

【００６３】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、上記球状物と上記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、抵抗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。

【００６４】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。増粘剤としては、セルロースな
どが挙げられる。

【００６５】導体ペーストには、金属粒子に金属酸化物
を添加し、抵抗発熱体と金属粒子および金属酸化物とを
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、セ
ラミック基板である窒化物セラミック等と金属粒子とを
より密着させることができる。

【００６６】金属酸化物を混合することにより、窒化物
セラミック等との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等の表面は、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等とが密着するのではないかと考え
られる。また、セラミック基板を構成するセラミックが
酸化物セラミックの場合は、当然に表面が酸化物からな
るので、密着性に優れた導体層が形成される。

【００６７】上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。

【００６８】これらの酸化物は、抵抗発熱体１２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
等との密着性を改善することができるからである。

【００６９】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
ク等との密着性を改善することができる。

【００７０】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％未満が好ましい。ま
た、このような構成の導体ペーストを使用して抵抗発熱
体１２を形成した際の面積抵抗率は、１〜４５ｍΩ／□
が好ましい。

【００７１】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、セラミッ
ク基板の表面に抵抗発熱体１２を設けたセラミック基板
１１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１０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。

【００７２】抵抗発熱体がセラミック基板の表面に形成
される場合には、抵抗発熱体の表面部分に、金属被覆層
が形成されていることが望ましい。内部の金属焼結体が
酸化されて抵抗値が変化するのを防止するためである。
形成する金属被覆層の厚さは、０．１〜１０μｍが好ま
しい。

【００７３】金属被覆層を形成する際に使用される金属
は、非酸化性の金属であれば特に限定されないが、具体
的には、例えば、金、銀、パラジウム、白金、ニッケル
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。これらのなかでは、ニッケルが
好ましい。

【００７４】抵抗発熱体には、電源と接続するための端
子が必要であり、この端子は、半田を介して抵抗発熱体
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
ものが挙げられる。

【００７５】なお、抵抗発熱体をセラミック基板の内部
に形成する場合には、抵抗発熱体表面が酸化されること
がないため、被覆は不要である。抵抗発熱体をセラミッ
ク基板内部に形成する場合、抵抗発熱体の一部が表面に
露出していてもよく、抵抗発熱体を接続するためのスル
ーホールが端子部分に設けられ、このスルーホールに外
部端子が接続、固定されていてもよい。

【００７６】外部端子１３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。

【００７７】次に、本発明のセラミックヒータの製造方
法について説明する。まず、セラミック基板１１の底面
に抵抗発熱体が形成されたセラミックヒータ（図１〜２
参照）の製造方法について、図４（ａ）〜（ｃ）に基づ
いて説明する。

【００７８】(1) セラミック基板の作製工程上述した窒化アルミニウム等のセラミックの粉末に必要
に応じてイットリア（Ｙ ₂ Ｏ₃ ）等の焼結助剤、Ｎａ、
Ｃａを含む化合物、バインダ等を配合してスラリーを調
製した後、このスラリーをスプレードライ等の方法で顆
粒状にし、この顆粒を金型などに入れて加圧することに
より板状などに成形し、成形体（グリーン）を作製す
る。さらに、この成形体を冷間静水圧プレス（ＣＩＰ）
で圧縮しておくことにより、焼成時において均等に焼結
が進行し、焼結密度の相違に起因する熱伝導率のばらつ
きを低減することができる。ＣＩＰ時の圧力としては、
０．５〜５ｔ／ｃｍ² が好ましい。なお、成形体の厚さ
は、焼成後のセラミック基板の厚さが０．５〜２０ｍｍ
となるように調整しておく。

【００７９】次に、成形体に、必要に応じて、シリコン
ウエハ９等の被加熱物を運搬等するためのリフターピン
１６を挿入する貫通孔１５となる部分や熱電対などの測
温素子を埋め込むための有底孔１４となる部分等を形成
する。

【００８０】次に、この成形体を加熱、焼成して焼結さ
せ、セラミック製の板状体を製造する。この後、所定の
形状に加工することにより、セラミック基板１１を作製
する（図４（ａ）参照）が、焼成後にそのまま使用する
ことができる形状としてもよい。また、例えば、上下よ
り加圧しながら加熱、焼成を行うことにより、気孔のな
いセラミック基板１１を製造することが可能となる。加
熱、焼成は、焼結温度以上であればよいが、例えば、窒
化物セラミックでは、１８００〜２５００℃が好まし
く、加圧の圧力は、１０〜２０ＭＰａが好ましい。

【００８１】なお、通常は、焼成を行った後に、貫通孔
１５や測温素子を挿入するための有底孔１４を設ける。
貫通孔１５等は、表面研磨後に、ＳｉＣ粒子等を用い、
サンドブラスト等のブラスト処理を行うことにより形成
することができる。

【００８２】(2) セラミック基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
ーン印刷などを用い、抵抗発熱体を設けようとする部分
に印刷を行うことにより、導体ペースト層を形成する。
抵抗発熱体は、セラミック基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形状から
なるパターンに印刷することが望ましい。導体ペースト
層は、焼成後の抵抗発熱体１２の断面が、方形で、偏平
な形状となるように形成することが望ましい。

【００８３】(3) 導体ペーストの焼成セラミック基板１１の底面に印刷した導体ペースト層を
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、セラミック基板１１の底面に焼き付け、
抵抗発熱体１２を形成する（図４（ｂ）参照）。加熱焼
成の温度は、５００〜１０００℃が好ましい。導体ペー
スト中に上述した金属酸化物を添加しておくと、金属粒
子、セラミック基板および金属酸化物が焼結して一体化
するため、抵抗発熱体とセラミック基板との密着性が向
上する。

【００８４】(4) 金属被覆層の形成抵抗発熱体１２表面には、図２に示したように、金属被
覆層１２ａを設けることが望ましい。金属被覆層１２ａ
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。なお、図４には、金属被覆層１
２ａを示していない。

【００８５】(5) 端子等の取り付け抵抗発熱体１２のパターンの端部に電源との接続のため
の端子（外部端子１３）を半田を介して取り付ける（図
４（ｃ）参照）。また、有底孔１４に熱電対を入れ、ポ
リイミド等の耐熱樹脂等を用いて封止し、セラミックヒ
ータの製造を終了する。

【００８６】次に、セラミック基板１１の内部に抵抗発
熱体１２が形成されたセラミックヒータ（図３参照）の
製造方法について、図５（ａ）〜（ｄ）に基づいて説明
する。 (1) セラミック基板の作製工程まず、窒化物セラミック等のセラミックの粉末をバイン
ダ、溶剤等と混合してペーストを調製し、これを用いて
グリーンシートを作製する。

【００８７】上述したセラミック粉末としては、例え
ば、窒化アルミニウムなどを使用することができ、必要
に応じて、イットリア等の焼結助剤、Ｎａ、Ｃａを含む
化合物等を加えてもよい。また、バインダとしては、ア
クリル系バインダ、エチルセルロース、ブチルセロソル
ブ、ポリビニラールから選ばれる少なくとも１種が望ま
しい。

【００８８】さらに溶媒としては、α−テルピネオー
ル、グリコールから選ばれる少なくとも１種が望まし
い。これらを混合して得られるペーストをドクターブレ
ード法でシート状に成形してグリーンシート５０を作製
する。グリーンシート５０の厚さは、０．１〜５ｍｍが
好ましい。

【００８９】次に、得られたグリーンシート５０に、必
要に応じて、シリコンウエハ等の被加熱物を運搬等する
ためのリフターピンを挿入する貫通孔２５となる部分、
熱電対などの測温素子を埋め込むための有底孔となる部
分、抵抗発熱体を外部の端子ピンと接続するためのスル
ーホール２８となる部分等を形成する。後述するグリー
ンシート積層体を形成した後に、上記加工を行ってもよ
い。

【００９０】(2) グリーンシート上に導体ペーストを印
刷する工程グリーンシート５０上に、抵抗発熱体を形成するための
金属ペーストまたは導電性セラミックを含む導体ペース
トを印刷し、導体ペースト層２２０を形成し、貫通孔に
スルーホール２８用の導体ペースト充填層２８０を形成
する。これらの導体ペースト中には、金属粒子または導
電性セラミック粒子が含まれている。

【００９１】タングステン粒子またはモリブデン粒子の
平均粒子径は、０．１〜５μｍが好ましい。平均粒子径
が０．１μｍ未満であるか、５μｍを超えると、導体ペ
ーストを印刷しにくいからである。このような導体ペー
ストとしては、例えば、金属粒子または導電性セラミッ
ク粒子８５〜８７重量部；アクリル系、エチルセルロー
ス、ブチルセロソルブ、ポリビニラールから選ばれる少
なくとも１種のバインダ１．５〜１０重量部；および、
α−テルピネオール、グリコールから選ばれる少なくと
も１種の溶媒を１．５〜１０重量部を混合した組成物
（ペースト）が挙げられる。

【００９２】(3) グリーンシートの積層工程導体ペーストを印刷していないグリーンシート５０を、
導体ペーストを印刷したグリーンシート５０の上下に積
層する（図５（ａ）参照）。このとき、導体ペーストを
印刷したグリーンシート５０が積層したグリーンシート
の厚さに対して、底面から６０％以下の位置になるよう
に積層する。このグリーンシート積層体の厚さは、焼成
後のセラミック基板の厚さが０．５〜２０ｍｍの範囲内
になるように調整しておく。具体的には、上側のグリー
ンシートの積層数は２０〜５０枚が、下側のグリーンシ
ートの積層数は５〜２０枚が好ましい。さらに、積層体
を３００〜１０００℃で仮焼した後、冷間静水圧プレス
（ＣＩＰ）で圧縮しておくことにより、焼結密度の相違
に起因する熱伝導率のばらつきを低減することができ
る。ＣＩＰ時の圧力としては、０．５〜５ｔ／ｃｍ² が
好ましい。

【００９３】(4) グリーンシート積層体の焼成工程グリーンシート積層体の加熱、加圧を行い、グリーンシ
ート中のセラミック粉末および内部の導体ペースト中の
金属等を焼結させる（図５（ｂ）参照）。例えば、窒化
物セラミックでは、加熱温度は、１８００〜２０００℃
が好ましく、加圧の圧力は、１０〜２０ＭＰａが好まし
い。加熱は、不活性ガス雰囲気中で行う。不活性ガスと
しては、例えば、アルゴン、窒素などを使用することが
できる。なお、通常は、焼成を行った後に、測温素子を
挿入するための有底孔やリフターピンを挿通するための
貫通孔２５、スルーホール２８を露出させる袋孔２７を
形成する。貫通孔２５や有底孔は、表面研磨後に、サン
ドブラスト等をブラスト処理を行うことにより形成する
ことができる。

【００９４】(5) 端子等の取付け内部の抵抗発熱体２２と接続するため、スルーホール２
８の露出した部分に半田ペーストを塗布した後、袋孔２
７の内部に外部端子２３を挿入し、加熱、リフローする
ことにより外部端子１３を接続する。加熱の際の温度
は、２００〜５００℃が好適である。さらに、測温素子
としての熱電対などを有底孔に挿入し、ポリイミドなど
の耐熱性樹脂等で封止し、セラミックヒータの製造を終
了する。

【００９５】なお、本発明のセラミックヒータでは、静
電電極を設けて静電チャックとして使用することがで
き、また、表面にチャップトップ導体層を設け、内部に
ガード電極やグランド電極を設けることによりウエハプ
ローバとして使用することができる。

【００９６】

【実施例】以下、本発明をさらに詳細に説明する。（実施例１）外部に抵抗発熱体を有するセラミックヒー
タの製造（図４参照） (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。

【００９７】(2) 次に、この顆粒状の粉末を金型に入
れ、平板状に成形して成形体（グリーン）を得た。さら
に神戸製鋼社製の冷間静水圧プレス（ＣＩＰ）を用い、
３ｔ／ｃｍ² の圧力で圧縮し、この後、表面を研磨し
た。

【００９８】(3) 加工処理の終った生成形体を１８００
℃、圧力：２０ＭＰａでホットプレスし、厚さがほぼ２
０ｍｍ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（セラミック基板１１）とした。この成形
体にドリル加工を施し、シリコンウエハのリフターピン
１６を挿入する貫通孔１５となる部分、熱電対を埋め込
むための有底孔１４となる部分（直径：１．１ｍｍ、深
さ：２ｍｍ）を形成した（図４（ａ））。

【００９９】(4) 上記(3) で得た板状体に、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。上記導体
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ＰＳ６
０３Ｄ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
った。また、銀粒子は、平均粒径が４．５μｍで、リン
片状のものであった。

【０１００】(5) 次に、導体ペーストを印刷したセラミ
ック基板１１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セラミック基板１１
に焼き付け、抵抗発熱体１２を形成した（図４
（ｂ））。銀−鉛の抵抗発熱体は、厚さが５μｍ、幅
２．４ｍｍ、面積抵抗率が７．７Ω／□であった。

【０１０１】(6) 硫酸ニッケル８０ｇ／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上記(6) で作製し
たセラミック基板１１を浸漬し、銀−鉛の抵抗発熱体１
２の表面に厚さ１μｍの金属被覆層（ニッケル層）１２
ａを析出させた。

【０１０２】(7) 電源との接続を確保するための外部端
子１３を取り付ける部分に、スクリーン印刷により、Ａ
ｇ−Ｓｎ半田ペースト（田中貴金属社製）を印刷して半
田層を形成した。次いで、半田層の上にコバール製の外
部端子１３を載置して、７００℃で加熱リフローし、外
部端子１３を抵抗発熱体１２の表面に取り付けた（図４
（ｃ））。

【０１０３】(8) 温度制御のための熱電対をポリイミド
で封止し、セラミックヒータ１０を得た。

【０１０４】（実施例２）焼成されたセラミック基板の
厚さが１０ｍｍとなるように、生成形体の厚さを調整し
たほかは実施例１と同様にしてセラミックヒータを製造
した。

【０１０５】（実施例３）内部に抵抗発熱体を有するセ
ラミックヒータの製造（図５参照） (1) 窒化アルミニウム粉末（トクヤマ社製平均粒径：
１．１μｍ）１００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１１．５重量
部、分散剤０．５重量部および１−ブタノールとエタノ
ールとからなるアルコール５３重量部を混合したペース
トを用い、ドクターブレード法により成形を行って、厚
さ０．４７ｍｍのグリーンシートを得た。

【０１０６】(2) 次に、このグリーンシートを８０℃で
５時間乾燥させた後、パンチングにより直径１．８ｍ
ｍ、３．０ｍｍ、５．０ｍｍの端子ピンと接続するため
のスルーホールとなる部分を設けた。

【０１０７】(3) 平均粒径１μｍのタングステンカーバ
イト粒子１００重量部、アクリル系バインダ３．０重量
部、α−テルピネオール溶媒３．５重量部および分散剤
０．３重量部を混合して導体ペーストＡを調製した。

【０１０８】平均粒径３μｍのタングステン粒子１００
重量部、アクリル系バインダ１．９重量部、α−テルピ
ネオール溶媒３．７重量部および分散剤０．２重量部を
混合して導体ペーストＢを調製した。この導体ペースト
Ａをグリーンシートにスクリーン印刷で印刷し、導体ペ
ースト層を形成した。印刷パターンは、図１に示したよ
うな同心円パターンとした。また、端子ピンを接続する
ためのスルーホール用の貫通孔に導体ペーストＢを充填
した。

【０１０９】上記処理の終わったグリーンシートに、さ
らに、タングステンペーストを印刷しないグリーンシー
トを上側（加熱面）に３７枚、下側に１３枚、１３０
℃、８ＭＰａ（８０ｋｇｆ／ｃｍ² ）の圧力で積層し
た。

【０１１０】(4) 次に、得られた積層体を窒素ガス中、
６００℃で５時間脱脂し、さらに神戸製鋼社製の冷間静
水圧プレス（ＣＩＰ）を用い、３ｔ／ｃｍ² の圧力で圧
縮し、ついで、１８５０℃、圧力１５ＭＰａ（１５０ｋ
ｇｆ／ｃｍ² ）で３時間ホットプレスし、厚さがほぼ５
ｍｍの窒化アルミニウム板状体を得た。これを２１５ｍ
ｍの円板状に切り出し、内部に厚さ６μｍ、幅１０ｍｍ
の導体層を有するセラミック基板を得た。この後、ドリ
ル加工により、リフターピンを挿通する貫通孔２５およ
び有底孔（直径：１．２ｍｍ、深さ：２．０ｍｍ）を設
けた。

【０１１１】(5) 次に、スルーホール用の貫通孔の一部
をえぐり取って凹部とし、この凹部にＮｉ−Ａｕからな
る金ろうを用い、７００℃で加熱リフローしてコバール
製の端子ピンを接続させた。また、温度制御のための複
数の熱電対を有底孔に埋め込み、その内部に導体層とし
て抵抗発熱体を有するセラミックヒータの製造を完了し
た。

【０１１２】（比較例１）表面に抵抗発熱体を有するセ
ラミックヒータの製造焼成温度を１７５０℃とし、焼成後のセラミック基板の
厚さが２５ｍｍとなるように生成形体の厚さを調整した
ほかは、実施例１と同様にして、セラミックヒータを製
造した。

【０１１３】評価方法上記実施例１〜３および比較例１で得られたセラミック
ヒータのセラミック基板の熱伝導率のばらつき、加熱面
の温度のばらつき、および、耐電圧を以下の方法で測定
し、結果を下記の表１に示した。

【０１１４】（１）熱伝導率のばらつきの測定ａ．使用機器リガクレーザーフラッシュ法熱定数測定装置ＬＦ／ＴＣＦ−ＦＡ８５１０Ｂｂ．試験条件温度・・・常温雰囲気・・・真空ｃ．測定方法・各セラミック基板から試料を均等に２０個切り出し、
各試料について熱伝導率を測定し、これらの値から各セ
ラミック基板の熱伝導率の平均値、最大値および最小値
を計算した。・比熱測定における温度検出は、試料裏面に銀ペースト
で接着した熱電対（プラチネル）により行った。・常温比熱測定はさらに試料上面に受光板（グラッシー
カーボン）をシリコングリースを介して接着した状態で
行い、試料の比熱（Ｃｐ）は、下記の計算式（１）によ
り求めた。

【０１１５】

【数１】

【０１１６】上記計算式（１）において、ΔＯは、入力
エネルギー、ΔＴは、試料の温度上昇の飽和値、Ｃｐ
_G.C は、グラッシーカーボンの比熱、Ｗ_G.C は、グラッ
シーカーボンの重量、Ｃｐ_S.G は、シリコングリースの
比熱、Ｗ_S.G は、シリコングリースの重量、Ｗは、試料
の重量である。

【０１１７】（２）加熱面の温度のばらつきの測定セラミック基板を４００℃に昇温した後、サーモビュア
（日本データム社製ＩＲ−１６−２０１２−００１
２）を用いて、加熱面の最高温度と最低温度との差を測
定した。

【０１１８】（３）耐電圧の測定得られたセラミック基板から厚さ１ｍｍのサンプルを切
り出し、その両側に電極を取付け絶縁破壊するまで電圧
を印加し、その値を測定した。

【０１１９】

【表１】

【０１２０】実施例１〜３で得られたセラミックヒータ
のセラミック基板では、その熱伝導率のばらつきは−１
〜＋８％であり、その加熱面の最高温度と最低温度との
差は８℃と小さなものであったため、その上に載置また
は離間して支持したシリコンウエハをほぼ均一に加熱す
ることができ、また、その耐電圧も１５ｋｖ／ｍｍと充
分に大きなものであった。一方、比較例１で得られたセ
ラミックヒータのセラミック基板では、その熱伝導率の
ばらつきは＋１２％と大きなものであり、その加熱面の
最高温度と最低温度との差も１５℃と大きなものであっ
たため、その上に載置または離間して支持したシリコン
ウエハを均一に加熱することができず、熱衝撃によるシ
リコンウエハの破損が生じた。また、その耐電圧も５ｋ
ｖ／ｍｍと小さなものであった。

【０１２１】

【発明の効果】以上説明したように本発明のセラミック
ヒータによれば、セラミック基板の熱伝導率のばらつき
が、−１０〜１０％であるので、セラミック基板の加熱
面での温度のばらつきを抑制することができ、被加熱対
象物であるシリコンウエハ等を均一な温度に加熱するこ
とができる。

【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
す平面図である。

【図２】図１に示したセラミックヒータの拡大断面図で
ある。

【図３】本発明のセラミックヒータの他の一例を模式的
に示す平面図である。

【図４】（ａ）〜（ｃ）は、図１に示したセラミックヒ
ータの製造工程の一部を模式的に示す断面図である。

【図５】（ａ）〜（ｄ）は、図３に示したセラミックヒ
ータの製造工程の一部を模式的に示す断面図である。

【符号の説明】

９シリコンウエハ１０セラミックヒータ１１セラミック基板１１ａ加熱面１１ｂ、２１ｂ底面１２、２２抵抗発熱体１３、２３外部端子１４有底孔１５、２５貫通孔１６リフターピン２４ろう材２７袋孔２８スルーホール

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１３年５月２８日（２００１．５．２
８）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】発明の名称

【補正方法】変更

【補正内容】

【発明の名称】半導体製造・検査装置用セラミック
ヒータ

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

フロントページの続きＦターム(参考） 3K034 AA02 AA03 AA21 AA22 AA34 BB06 BB14 BC04 BC12 BC16 BC17 BC29 CA03 CA14 CA15 CA22 CA27 CA39 DA04 DA08 EA04 EA07 HA01 HA10 JA02 3K092 PP20 QA05 QB02 QB17 QB18 QB33 QB44 QB45 QB74 QB76 QC02 QC07 QC18 QC32 QC38 QC42 QC43 QC52 RF03 RF11 RF17 RF26 RF27 RF30 UA05 UA17 UA18 VV22 4M106 AA01 CA60 DJ02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】抵抗発熱体がセラミック基板の内部また
は表面に形成されたセラミックヒータであって、前記セ
ラミック基板の熱伝導率のばらつきが、−１０〜１０％
であることを特徴とするセラミックヒータ。
【請求項２】前記セラミック基板の厚さが２０ｍｍ以
下である請求項１に記載のセラミックヒータ。
【請求項３】前記セラミック基板は円板であり、その
直径は１９０ｍｍを超える請求項１または２に記載のセ
ラミックヒータ。
【請求項４】前記抵抗発熱体は、セラミック基板の表
面に形成され、前記抵抗発熱体が形成された面の反対側
面を加熱面とした請求項１〜３のいずれか１に記載のセ
ラミックヒータ。
【請求項５】前記抵抗発熱体は、セラミック基板の内
部に形成され、前記抵抗発熱体は、加熱面の反対側の面
から厚さ方向６０％以下の位置に形成された請求項１〜
３のいずれか１に記載のセラミックヒータ。