JP2002015841A

JP2002015841A - セラミックヒータ

Info

Publication number: JP2002015841A
Application number: JP2000278773A
Authority: JP
Inventors: Yasuji Hiramatsu; 靖二平松; Yasutaka Ito; 康隆伊藤; Satoru Kariya; 悟苅谷
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 2000-04-29
Filing date: 2000-09-13
Publication date: 2002-01-18

Abstract

(57)【要約】【課題】ウエハ加熱面全体の温度が均一になり、半導
体ウエハ等を均一に加熱することができるセラミックヒ
ータを提供する。【解決手段】セラミック基板の表面または内部に抵抗
発熱体を設けてなるセラミックヒータであって、前記抵
抗発熱体の平均抵抗値に対する抵抗値のばらつきは、２
５％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】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体産業におい
て使用されるセラミックヒータに関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体製品は、半導体ウエハ上に感光性
樹脂をエッチングレジストとして形成し、半導体ウエハ
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半導
体ウエハ表面に塗布されるのであるが、塗布後に溶剤等
を飛散させるため乾燥させなければならず、塗布した半
導体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金属製のヒータとし
ては、アルミニウム板の裏面に抵抗発熱体を配置したも
のが採用されている。

【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、歪み等が発生してしまい、金属板上に
載置した半導体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、かさばってしまう
という問題があった。

【０００４】また、抵抗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９−３０６６４２号公報、
特開平４−３２４２７６号公報等に記載されているよう
に、基板として、熱伝導率が高く、強度も大きい非酸化
物セラミックであるＡｌＮを使用し、このＡｌＮ基板の
表面または内部に抵抗発熱体が形成されたセラミックヒ
ータが提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな同心円形状または渦巻き状のパターンに抵抗発熱体
が形成されたセラミックヒータを用いて、半導体ウエハ
等を加熱しようとすると、発熱体パターンの密度が全体
に均一でも、ウエハ加熱面全体の温度が均一にならず、
その結果、加熱された半導体ウエハに中心部分と外周部
分とで温度差が生じるという問題があった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は、このような
従来技術の問題について鋭意検討した結果、このような
問題が生じるのは、抵抗発熱体の抵抗値にばらつきがあ
り、このばらつきが印刷の方向によって生じることを知
見した。また、パターンの形状として、屈曲線の繰り返
しパターンを用いることで抵抗値のばらつきを一定以下
に抑制することができることを合わせて知見した。

【０００８】例えば、同心円や渦巻きパターンでは、印
刷方向に垂直な領域と平行な領域とでは厚さにばらつき
が発生し、これが原因で抵抗値が変わってしまい、温度
のばらつきが生じてしまうのである。

【０００９】また、図３に示した渦巻きパターンの抵抗
発熱体４２における領域Ａのパターン部分の厚さは厚
く、一方、領域Ｂの部分の厚さは薄くなる傾向がある。
従って、この抵抗発熱体４２は、領域Ａの部分では抵抗
値が低く、領域Ｂの部分では抵抗値が高くなり、発熱量
がばらつく。しかしながら、屈曲線の繰り返しパターン
を用いると、場所により印刷方向が変化するため、厚さ
のばらつきが低減する。

【００１０】以上の知見から、本発明では、屈曲線の繰
り返しパターンと他のパターンとを組み合わせて抵抗発
熱体を形成し、抵抗発熱体の抵抗値のばらつきを２５％
以下に調整することで、定常時、昇温過渡時の加熱面内
の温度ばらつきを抑制することができることを想起し、
本発明を完成するに至った。

【００１１】すなわち、本発明のセラミックヒータは、
セラミック基板の表面または内部に抵抗発熱体を設けて
なるセラミックヒータであって、上記抵抗発熱体の平均
抵抗値に対する抵抗値のばらつきは、２５％以下である
ことを特徴とするセラミックヒータである。

【００１２】なお、平均抵抗値は、各抵抗発熱体を細か
く区画して、区画された領域内の抵抗値を実測し、この
実測抵抗値の平均値と、実測抵抗値の最大と最小の差か
ら、ばらつきを計算した。

【００１３】本発明のセラミックヒータを構成する抵抗
発熱体は、屈曲線の繰り返しパターンの抵抗発熱体から
なるか、または、同心円形状もしくは渦巻き形状パター
ンと、屈曲線の繰り返しパターンとが混成して形成され
た抵抗発熱体からなることが望ましい。さらに、上記抵
抗発熱体は、セラミック基板の少なくとも外周部分に
は、屈曲線の繰り返しパターンの抵抗発熱体が形成され
ていることが望ましい。上記抵抗発熱体の平均抵抗値に
対する抵抗値のばらつきを、２５％以下に抑制するため
である。なお、屈曲線の繰り返しパターンを組み合わせ
て抵抗発熱体を形成する方法以外にも、ベルトサンダー
処理で厚さを調整して抵抗発熱体の抵抗値のばらつきを
２５％以下に調整してもよい。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下においては、実施の形態に則
して本発明を説明するが、本発明のセラミックヒータ
は、抵抗発熱体の平均抵抗値に対する抵抗値のばらつき
が２５％以下であれば、この実施形態に制限されるもの
ではない。

【００１５】本発明の実施形態に係るセラミックヒータ
は、円板形状のセラミック基板の表面または内部に抵抗
発熱体を設けてなるセラミックヒータにおいて、上記抵
抗発熱体は、屈曲線の繰り返しパターンを有するか、あ
るいは抵抗発熱体の厚さ調整がなされてなり、平均抵抗
値に対するばらつきが２５％以下であることを特徴とす
るセラミックヒータである。

【００１６】上記セラミックヒータによれば、上記抵抗
発熱体は、屈曲線の繰り返しパターン（図７参照）、ま
たは、同心円形状もしくは渦巻き形状のパターンと屈曲
線からなるパターンとが混成して形成されているので
（図１参照）、セラミック基板の全体に同心円形状また
は渦巻き形状のパターンの抵抗発熱体が形成されている
場合と比較して、外周部分の温度の低下を抑えることが
でき、ウエハ加熱面全体の温度が均一になる結果、半導
体ウエハ等を均一に加熱することができる。

【００１７】また、屈曲線からなるパターンや屈曲線の
繰り返しパターンでは、図４に示すように屈曲部分の存
在に起因して、印刷方向に垂直な部分のみならず、印刷
方向に垂直な部分が生ずる。抵抗発熱体が印刷方向に平
行な場合（図３のＢ部分）、その抵抗発熱体を形成する
場合に、スキージがマスクの開口の周縁部と線接触する
ため、金属粒子がマスクの開口に充填しにくい。これに
対して、抵抗発熱体が印刷方向に垂直な場合（図３のＡ
部分）、その抵抗発熱体を形成する場合に、スキージが
マスクの開口の周縁部と面接触するため、金属粒子がマ
スクの開口に充填しやすいのである。従って、発熱体が
印刷方向に垂直な場合部分Ｃ、平行な部分Ｄの両方の構
成を持つことで、金属粒子をマスク開口に充填して、抵
抗値のばらつきを低減することができるのである。

【００１８】発熱体パターンは、上記したパターンに限
定される訳ではなく、例えば、図６や図３に示すような
渦巻き形状でもよいが、この場合には、印刷方向に垂直
になる部分は、ベルトサンダーなどで表面を研磨して厚
さを調整する必要がある。

【００１９】セラミック基板の厚さは、２５ｍｍ以下が
望ましい。２５ｍｍを超える場合は、熱容量が大きくな
りすぎて、熱伝達に時間がかかり、加熱面（抵抗発熱体
形成面の反対側面）の温度が不均一になりにくく、本発
明のように抵抗値のばらつき制御が不要だからである。
しかしながら、投入電力に対する応答性は極端に低下し
てしまう。セラミック基板の厚さは、特に５ｍｍ以下が
最適である。なお、厚みは、１ｍｍ以上が望ましい。

【００２０】セラミック基板の直径は、２００ｍｍ以上
が望ましい。大きな直径を持つ基板ほど加熱面の温度が
不均一化しやすいからである。また、このような大きな
直径を持つ基板は、大口径のシリコンウエハを載置する
ことができるからである。セラミック基板の直径は、特
に１２インチ（３００ｍｍ）以上であることが望まし
い。次世代のシリコンウエハの主流となるからである。

【００２１】セラミック基板の気孔率は、５％以下が望
ましい。気孔率が高いセラミック基板は、熱伝導率が低
いため、熱伝達に時間がかかり、加熱面（抵抗発熱体形
成面の反対側面）の温度が不均一になりにくく、本発明
のように抵抗値のばらつき制御が不要だからである。し
かしながら、投入電力に対する応答性は極端に低下して
しまう。

【００２２】本発明のセラミックヒータ３０では、シリ
コンウエハ３９等の被加熱物をセラミック基板１１の加
熱面１１ａに接触させた状態で載置して加熱するほか、
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３９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。加熱面とウエハと
の距離は、５〜５０００μｍが好ましい。

【００２３】本発明のセラミックヒータは、セラミック
基板として、窒化物セラミックもしくは炭化物セラミッ
クなどの非酸化物セラミック、または、酸化物セラミッ
クを使用し、非酸化物セラミック基板の表面に絶縁層と
して酸化物セラミックを使用することもできる。窒化物
セラミックは酸素固溶等により、高温で体積抵抗値が低
下しやすく、また炭化物セラミックは特に高純度化しな
い限り導電性を有しており、酸化物セラミックを絶縁層
として形成することにより、高温時あるいは不純物を含
有していても回路間の短絡を防止して温度制御性を確保
することができるからである。

【００２４】また、非酸化物セラミックは、熱伝導率が
高いため、迅速に昇温、降温し、温度の制御が容易であ
るため、ヒータとして適している。その一方で、熱伝導
率が高いため、発熱体パターンに起因する温度のばらつ
きが生じやすく、酸化物セラミックに比べて本発明の構
成が特に有利である。セラミック基板の加熱面の反対側
面（以下、底面という）の表面は、面粗度がＲａで２０
μｍ以下が好ましい。

【００２５】上記セラミック基板を構成する窒化物セラ
ミックとしては、金属窒化物セラミック、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、
金属炭化物セラミック、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、炭化タンステン
等が挙げられる。なお、セラミック基板として酸化物セ
ラミックを使用してもよく、アルミナ、シリカ、コージ
ェライト、ムライト、ジルコニア、ベリリアなどを使用
することができる。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】上記窒化物セラミック、炭化物セラミック
のような非酸化物セラミック製の基板は、熱伝導率が高
く、セラミック基板の加熱面の温度を抵抗発熱体の温度
変化に迅速に追従させることができ、加熱面の温度を良
好に制御することができるとともに、機械的な強度が大
きいので、ヒータ板が反ったりすることはなく、その上
に載置した半導体ウエハが破損するのを防止することが
できる。

【００２７】上記窒化物セラミック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。

【００２８】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。窒化物セラミック、炭化物セラミ
ック、酸化物セラミックなどのセラミック基板（以下、
窒化物等のセラミック基板という）からなるセラミック
基板１１は、円板状に形成されており、セラミック基板
１１の加熱面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の底面の内側には同心
円形状のパターンの抵抗発熱体１２（１２ｅ〜１２ｇ）
が形成され、一方、セラミック基板１１の外周部分に
は、屈曲線の繰り返しパターンの抵抗発熱体１２（１２
ａ〜１２ｄ）が形成されている。

【００２９】そして、内側の抵抗発熱体１２ｅ〜１２ｇ
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３３が金属被覆層１２０を介して接続されて
いる。また、中央に近い部分には、半導体ウエハ３９を
支持するリフターピン３６を挿通するための貫通孔３５
が形成され、さらに、測温素子を挿入するための有底孔
３４が形成されている。

【００３０】なお、図１〜２に示したセラミックヒータ
３０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。抵抗発熱体１２をセラミック基
板１１の内部に設ける場合にも、抵抗発熱体１２のパタ
ーンは、同様に形成する。

【００３１】本発明のセラミックヒータ３０では、セラ
ミック基板の材料として、窒化物等のセラミックを用い
ているが、これは、熱膨張係数が金属より小さく、薄く
しても、加熱により反ったり、歪んだりしないため、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。

【００３２】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自体薄いため、セラミック基板
１１の表面温度が、抵抗発熱体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。

【００３３】図１〜２に示したセラミックヒータでは、
内側に渦巻き形状の抵抗発熱体１２ｅ〜１２ｇが形成さ
れているが、この抵抗発熱体は同心円形状でもよい。一
方、外周部分には、屈曲線の繰り返しパターンの抵抗発
熱体１２ａ〜１２ｄが形成されているが、屈曲線の屈曲
の繰り返しの程度は、単位長さ当たり数が多くてもよ
い。すなわち図１に示した抵抗発熱体１２ａ〜１２ｄの
屈曲の回数がもっと多いものであってもよい。

【００３４】また、図７には、屈曲線の繰り返しパター
ンのみからなるセラミックヒータ７０を開示する。この
セラミックヒータ７０は、屈曲線パターンからなる抵抗
発熱体７２ａ〜７２ｈのみであるため、金属粒子を印刷
した場合の抵抗値のばらつきを小さくすることができ
る。なお、屈曲線の繰り返しパターンと、渦巻き、同心
円パターンの混成パターンの場合は、屈曲線の繰り返し
パターンを、中心から半径の１／２以上外側に形成する
ことが望ましい。中心から半径の１／２以上外側の領域
では、印刷方向と同心円、渦巻きの円弧が平行になりや
すく、抵抗値のばらつきが大きいからである。

【００３５】また、本発明では、少なくとも外周部分に
屈曲線の繰り返しパターンを有していればよいので内側
の渦巻きパターンおよび／または同心円パターンからな
る抵抗発熱体の間に屈曲線の繰り返しパターンからなる
抵抗発熱体を有していてもよい。

【００３６】窒化物等の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、半導体ウエハの
加熱面の温度を調整することができるからである。

【００３７】抵抗発熱体１２をセラミック基板１１の表
面に形成する場合には、金属粒子を含む導電ペーストを
セラミック基板１１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。

【００３８】セラミック基板１１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１１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。

【００３９】また、セラミック基板１１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〜
２０ｍｍが好ましく、０．１〜５ｍｍがより好ましい。
また、セラミック基板１１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。

【００４０】抵抗発熱体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。抵抗発熱体１２は、セラミック基板１１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１２を内部に設けると、加熱面と抵抗発
熱体１２との距離が短くなり、表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１２を設けるために、窒化物等の
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１２は、上記した厚みや幅とすることが望まし
い。

【００４１】抵抗発熱体１２は、断面計上が矩形であっ
ても楕円であってもよいが、偏平であることが望まし
い。偏平の方がウエハ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、１０〜５０００であることが望ましい。この範囲に
調整することにより、抵抗発熱体１２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。

【００４２】抵抗発熱体１２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
１１のウエハ加熱方向への熱の伝搬量が小さくなり、抵
抗発熱体１２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１２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１２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、１０〜５０００であることが好
ましいのである。

【００４３】抵抗発熱体１２をセラミック基板１１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１１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１２は、セラミック基板１１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１２を内部に設けると、加熱面と抵
抗発熱体１２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１２自体を偏平にする必要が
あるからである。

【００４４】抵抗発熱体１２をセラミック基板１１の内
部に偏芯して形成する場合の位置は、セラミック基板１
１の加熱面に対向する面（底面）に近い位置で、加熱面
から底面までの距離に対して５０％を超え、９９％まで
の位置とすることが望ましい。５０％以下であると、加
熱面に近すぎるため、温度分布が発生してしまい、逆
に、９９％を超えると、セラミック基板１１自体に反り
が発生して、半導体ウエハが破損するからである。

【００４５】また、抵抗発熱体１２をセラミック基板１
１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１２が形成さ
れ、ウエハ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１２をセラミック基板
１１の内部に設け、かつ、その抵抗発熱体１２を一部露
出させてもよい。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】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、金属粒子間の酸化物を保持
しやすくなり、抵抗発熱体１２と窒化物等のセラミック
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。

【００５０】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。

【００５１】導体ペーストには、上記したように、金属
粒子に酸化物を添加し、抵抗発熱体１２を金属粒子およ
び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、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等のセラミックと金属
粒子とを密着させることができる。

【００５２】酸化物を混合することにより、窒化物等の
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等のセラミック、とりわけ非
酸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、この酸化膜同士が酸化物を介して焼
結して一体化し、金属粒子と窒化物等のセラミックとが
密着するのではないかと考えられる。

【００５３】上記酸化物としては、例えば、酸化鉛、酸
化亜鉛、シリカ、酸化ホウ素（Ｂ₂ Ｏ ₃ ）、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。

【００５４】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、金属粒子と窒化物等のセラミ
ックとの密着性を改善することができるからである。

【００５５】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、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１〜１
０、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、特に窒化物等のセラミッ
クとの密着性を改善することができる。

【００５６】上記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、１〜５０ｍΩ／□が好ま
しい。

【００５７】面積抵抗率が５０ｍΩ／□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。ま
た、必要に応じて面積抵抗率を５０ｍΩ／□〜１０Ω／
□にすることができる。面積抵抗率を大きくすると、パ
ターンを幅を広くすることができるため、断線の問題が
ない。

【００５８】抵抗発熱体１２がセラミック基板１１の表
面に形成される場合には、抵抗発熱体１２の表面部分
に、金属被覆層１２０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１２０の厚
さは、０．１〜１０μｍが好ましい。

【００５９】金属被覆層１２０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。これらのなかでは、
ニッケルが好ましい。

【００６０】抵抗発熱体１２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１２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
ール製の外部端子３３が挙げられる。

【００６１】なお、抵抗発熱体１２をセラミック基板１
１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１
２をセラミック基板１１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１２
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。

【００６２】外部端子３３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。

【００６３】また、図２に示したように、セラミック基
板１１に貫通孔３５を設けてその貫通孔３５にリフター
ピンを挿入し、半導体ウエハを図示しない搬送機に渡し
たり、搬送機から半導体ウエハを受け取ったりすること
ができる。セラミック基板の抵抗発熱体形成面の反対側
面が被加熱物の加熱面となる。

【００６４】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、
電流量を変えて、温度を制御することができるからであ
る。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、ＪＩＳ−Ｃ−１６
０２（１９８０）に挙げられるように、Ｋ型、Ｒ型、Ｂ
型、Ｓ型、Ｅ型、Ｊ型、Ｔ型熱電対が挙げられる。

【００６５】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説明する。

【００６６】(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や炭化珪素などの窒化物等の
セラミックの粉末に必要に応じてイットリア（Ｙ₂ Ｏ
₃ ）やＢ₄ Ｃ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、生成形体（グリーン）を作製する。

【００６７】次に、生成形体に、必要に応じて、半導体
ウエハを支持するためのリフターピンを挿入する貫通孔
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
底孔となる部分を形成する。

【００６８】次に、この生成形体を加熱、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。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、窒化物セラミックや炭化物セラミックでは、１００
０〜２５００℃である。また、酸化物セラミックでは、
１５００℃〜２０００℃である。

【００６９】(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と屈曲線
の組み合わせのパターンに印刷する。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。さらに、パ
ターンを同心円や渦巻きパターンとする場合には、印刷
方向と垂直になる部分をベルトサンダーで研磨して厚さ
を均一にする。

【００７０】(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。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。

【００７１】(4) 金属被覆層の形成抵抗発熱体１２表面には、金属被覆層１２０を設けるこ
とが望ましい。金属被覆層１２０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。

【００７２】(5) 端子等の取り付け発熱体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３３）を半田で取り付ける。また、有底孔
３４に銀ろう、金ろうなどで熱電対を固定し、ポリイミ
ド等の耐熱樹脂で封止し、セラミックヒータの製造を終
了する。

【００７３】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の製造方法につ
いて説明する。 (1) セラミック基板の作製工程まず、窒化物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。

【００７４】上述した窒化物等のセラミック粉末として
は、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、ポリビニルアルコールから選ばれる少なくとも１種
が望ましい。

【００７５】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を作製す
る。グリーンシートの厚さは、０．１〜５ｍｍが好まし
い。

【００７６】次に、得られたグリーンシートに、必要に
応じて、半導体ウエハを支持するためのリフターピンを
挿入する貫通孔３５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
の端ピンと接続するためのスルーホールとなる部分等を
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。

【００７７】(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電性ペースト
を印刷する。この際の印刷パターンは、図１に示すよう
な同心円と屈曲線の組み合わせのパターンとすることが
望ましい。これらの導電ペースト中には、金属粒子また
は導電性セラミック粒子が含まれている。

【００７８】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、ポリビニルアルコールから選ば
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。

【００７９】(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を、導体
ペーストを印刷したグリーンシートの上下に積層する。
このとき、上側に積層するグリーンシートの数を下側に
積層するグリーンシートの数よりも多くして、抵抗発熱
体の形成位置を底面の方向に偏芯させる。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。

【００８０】(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
ートおよび内部の導体ペーストを焼結させる。加熱温度
は、１０００〜２０００℃が好ましく、加圧の圧力は、
１００〜２００ｋｇ／ｃｍ² 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。

【００８１】なお、焼成を行った後に、測温素子を挿入
するための有底孔を設けてもよい。有底孔は、表面研磨
後に、サンドブラストなど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。また、内部の抵抗発熱体と
接続するためのスルーホールに外部端子１３を接続し、
加熱してリフローする。加熱温度は、２００〜５００℃
が好適である。

【００８２】さらに、測温素子としての熱電対などを銀
ろう、金ろうなどで取り付け、ポリイミドなどの耐熱性
樹脂で封止し、セラミックヒータの製造を終了する。本
発明のセラミックヒータは、静電チャック、ウエハプロ
ーバのチャックトップステージに使用することが可能で
ある。

【００８３】

【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説
明する。（実施例１） (1) 窒化アルミニウム粉末（平均粒径：０．６μｍ）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。

【００８４】(2) 次に、この顆粒状の粉末を金型に入
れ、平板状に成形して生成形体（グリーン）を得た。

【００８５】(3) 次に、この生成形体を１８００℃、圧
力：２０ＭＰａでホットプレスし、厚さが略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（セラミック基板１１）とした。このセラミック基板
にドリル加工を施し、シリコンウエハのリフターピン３
６を挿入する貫通孔３５、熱電対を埋め込むための有底
孔３４（直径：１．１ｍｍ、深さ：２ｍｍ）を形成し
た。セラミック基板の気孔率は略０％であった。

【００８６】気孔率の測定は、以下のようにして行っ
た。すなわち、セラミックを粉砕して、水銀または有機
溶媒中に浸漬して、体積を測定し、予めかじめ測定した
重量から真比重を計算し、形状から計算されるみかけの
比重とから、気孔率を計算した。

【００８７】(4) 上記(3) で得たセラミック基板１１
に、スクリーン印刷にて導体ペースト層を形成した。印
刷パターンは、図１に示したようなパターンであった。
上記導体ペーストとしては、Ａｇ４８重量％、Ｐｔ２１
重量％、ＳｉＯ₂ １．０重量％、Ｂ₂ Ｏ₃ １．２重量
％、ＺｎＯ４．１重量％、ＰｂＯ３．４重量％、酢酸エ
チル３．４重量％、ブチルカルビトール１７．９重量％
からなる組成のものを使用した。この導体ペーストは、
Ａｇ−Ｐｔペーストであり、銀粒子は、平均粒径が４．
５μｍで、リン片状のものであった。また、Ｐｔ粒子
は、平均粒子径０．５μｍの球状であった。

【００８８】(5) さらに、発熱体パターンの導体ペース
ト層を形成した後、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Ａｇ、Ｐｔを焼結させ
るとともにセラミック基板１１に焼き付けた。

【００８９】抵抗発熱体１２のパターンは、図１に示す
ように、１２ａ〜１２ｇの７チャンネルである。内周に
は渦巻きの３つのチャンネル（１２ｅ〜１２ｇ）があ
り、外周る４つの屈曲線のチャンネル（抵抗発熱体１２
ａ〜１２ｄ）がある。なお、チャンネルとは、制御を行
う際に、同一の電圧を印加して一の制御を行う回路をい
うが、本実施例では、連続体して形成された各抵抗発熱
体（１２ａ〜１２ｇ）を示す。

【００９０】（6)各チャンネル（抵抗発熱体１２ａ〜１
２ｇ）内の抵抗のばらつきは、同一チャンネル内のパタ
ーンを区画して、区画した範囲内の両端で抵抗を測定
し、その平均をチャンネルの平均抵抗値とし、さらに、
最高抵抗値と最低抵抗値との差と平均抵抗値とから、１
つのチャンネル内のばらつきを計算した。抵抗値のばら
つきは各チャンネル毎に計算される。本発明では、抵抗
発熱体の最も大きなばらつきの値が、２５％以下であれ
ばよい。

【００９１】(7) 次に、電源との接続を確保するための
外部端子３３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３３を載置して、４２０℃で加熱リフローし、
外部端子３３を抵抗発熱体１２の表面に取り付けた。

【００９２】(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。

【００９３】（実施例２）実施例１と同様であるが、セ
ラミック基板を以下のように製造した。 (1) ＳｉＣ粉末（平均粒径：１．１μｍ）１００重量
部、Ｂ₄ Ｃ４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。

【００９４】(2) 次に、この顆粒状の粉末を金型に入
れ、平板状に成形して生成形体（グリーン）を得た。

【００９５】(3) 次に、この生成形体を１８９０℃、圧
力：２０ＭＰａでホットプレスし、厚さが略３ｍｍのＳ
ｉＣ板状体を得た。さらに、表面を♯８００のダイヤモ
ンド砥石で研磨し、ダイヤモンドペーストでポリシング
してＲａ＝０．００８μｍとした。さらに表面にガラス
ペースト（昭栄化学工業製Ｇ−５１７７）を塗布し、
６００℃に昇温し、厚さ２μｍのＳｉＯ₂ 層を形成し
た。セラミック基板の気孔率は、３％であった。

【００９６】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。このセラミック基板にドリル加工を施
し、シリコンウエハのリフターピン３６を挿入する貫通
孔３５、熱電対を埋め込むための有底孔３４（直径：
１．１ｍｍ、深さ：２ｍｍ）を形成した。

【００９７】(4) さらに、発熱体パターンの導体ペース
ト層を形成した後、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Ａｇ、Ｐｔを焼結させ
るとともにセラミック基板１１に焼き付けた。

【００９８】抵抗発熱体３２のパターンは、図６に記載
したように、９チャンネルであり、渦巻きパターンであ
る。従って、印刷方向に垂直になる部分は、他の部分と
比べて厚さが厚くなる。そこで、抵抗発熱体３２のパタ
ーンのうち、印刷方向に垂直になる部分を♯２００の研
磨紙を回転させて研磨するベルトサンダーにて研磨し
た。

【００９９】（6)抵抗ばらつきは、同一チャンネル内の
パターンを区画して、区画した範囲内の両端で抵抗を測
定し、その平均をチャンネルの平均抵抗値とし、さら
に、最高抵抗値と最低抵抗値との差と平均抵抗値とか
ら、１つのチャンネル内のばらつきを計算した。抵抗値
のばらつきはチャンネル毎に計算されるが、最も大きな
ばらつきの値が、２５％以下であればよい。

【０１００】(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、銀
−鉛半田ペースト（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、４２０℃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。

【０１０１】(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。

【０１０２】（実施例３）（１）窒化アルミニウム粉末（トクヤマ社製、平均粒径
０．６μｍ）１００重量部、アルミナ４重量部、アクリ
ル系樹脂バインダ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
ンシートを作製した。

【０１０３】（２）次に、このグリーンシートを８０℃
で５時間乾燥させた後、シリコンウエハを運搬等するた
めのリフターピンを挿入するための貫通孔３５となる部
分、バイアホールとなる部分、および、スルーホールと
なる部分をパンチングにより形成した。

【０１０４】（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を調整した。
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を調整した。

【０１０５】この導体ペーストＡをバイアホールとなる
部分を形成したグリーンシート上にスクリーン印刷で印
刷し、抵抗発熱体用の導体ペースト層を形成した。印刷
パターンは、図５に示すような渦巻きパターンと部分的
に屈曲するパターンとした。

【０１０６】導体ペースト層の幅を１０ｍｍ、その厚さ
を１２μｍとした。なお、厚さのばらつきは、全体で±
０．５μｍであるが、ばらつきが局在していない。続い
て、導体ペーストＡをスルーホールとなる部分を形成し
たグリーンシート上にスクリーン印刷で印刷し、導体回
路用の導体ペースト層を形成した。印刷の形状は帯状と
した。また、導体ペーストＢを、バイアホールとなる部
分およびスルーホールとなる部分に充填した。

【０１０７】上記処理の終わった導体ペースト層を印刷
したグリーンシートの上に、導体ペーストを印刷してい
ないグリーンシートを３７枚重ね、その下に、導体ペー
スト層を印刷したグリーンシートを重ねた後、更にその
下に、導体ペーストを印刷していないグリーンシートを
１２枚重ねて、１３０℃、８ＭＰａの圧力で積層した。

【０１０８】（４）次に、得られた積層体を窒素ガス
中、６００℃で５時間脱脂し、１８９０℃、圧力１５Ｍ
Ｐａで１０時間ホットプレスし、厚さ５ｍｍのセラミッ
ク板状体を得た。これを２３０ｍｍの円板状に切り出
し、内部に厚さ６μｍ、幅１０ｍｍの抵抗発熱体および
スルーホールを有するセラミック板状体とした。

【０１０９】（５）次に、（４）で得られたセラミック
板状体を、ダイヤモンド砥石で研磨した後、マスクを載
置し、ＳｉＣ粒子等によるブラスト処理で表面に熱電対
のための有底孔を設けた。（６）温度制御のための熱電対を有底孔に挿入し、シリ
カゾルを充填し、１９０℃で２時間硬化ゲル化させ抵抗
発熱体およびスルーホールを有するセラミックヒータを
得た。

【０１１０】（実施例４）本実施例は、実施例１とほぼ
同様にしてセラミックヒータを製造したが、抵抗発熱体
のパターンを図７に示す屈曲線のみのパターンとした。（比較例１）形成する抵抗発熱体のパターンを図６に示
した渦巻きパターンとしたほかは、実施例１と同様にし
てセラミックヒータを製造した。（比較例２）形成する抵抗発熱体のパターンを図６に示
した渦巻きパターンとし、セラミック基板の厚さを２８
ｍｍとしたほかは、実施例１と同様にしてセラミックヒ
ータを製造した。

【０１１１】（比較例３）形成する抵抗発熱体のパター
ンを図６に示した同心円パターンとし、セラミック基板
の直径を１５０ｍｍとしたほかは、実施例１と同様にし
てセラミックヒータを製造した。（比較例４）焼結助剤を添加しなかったほかは、実施例
２と同様にしてセラミックヒータを製造した。気孔率
は、５．５％であった。抵抗発熱体のパターンは、図６
に示した同心円パターンとした。

【０１１２】実施例１〜４および比較例１で得られたセ
ラミックヒータについて、抵抗発熱体の抵抗値のばらつ
きを測定した。その結果を下記の表１に示した。

【０１１３】

【表１】

【０１１４】また、上記工程を経て得られた実施例１〜
４および比較例１〜４に係るセラミックヒータについ
て、以下の指標で評価した。この際、得られたセラミッ
クヒータに、温調器（オムロン社製Ｅ５ＺＥ）を取付
け、性能評価を実施した。その結果を表２に示す。

【０１１５】（１）加熱面内温度均一性１７ポイント測温素子つきのシリコンウエハを使用し
て、面内温度の分布を測定した。温度分布は、２００℃
設定での最高温度と最低温度の差で示す。

【０１１６】（２）過渡時面内温度均一性および昇温時
間室温〜１３０℃まで昇温した時の面内温度の分布を測定
した。温度分布は、最高温度と最低温度の差で示す。ま
た、この昇温時に昇温時間も測定した。

【０１１７】（３）リカバリー時間１４０℃設定温度で、２５℃のシリコンウエハを載置し
た場合に、１４０℃まで回復する時間（リカバリー時
間）を測定した。

【０１１８】

【表２】

【０１１９】上記表１より明らかなように、抵抗発熱体
の抵抗値のばらつきは、実施例１〜４では、チャンネル
内で２０％以下、もっとも精度の高いもので６％であっ
た。これに対して比較例１では、２７％のものがあり、
ばらつきが大きい。

【０１２０】また、表１、２中の記載より明らかなよう
に、実施例１〜４に係るセラミックヒータでは、同一チ
ャンネル内での抵抗値のばらつきがなく、チャンネル間
の抵抗ばらつきもないため、定常時および過渡時の面内
温度均一性に優れる。また、抵抗値が均一であるため、
温度制御しやすく、リカバリー時間も短い。

【０１２１】これに対して、比較例１に係るセラミック
ヒータでは、同一チャンネル内の抵抗ばらつきを小さく
することができないため、定常時および過渡時の面内温
度均一性に劣る。また、温度制御性に劣り、リカバリー
時間も長い。

【０１２２】さらに、比較例２に係るセラミックヒータ
では、基板が厚く熱容量が大きすぎて温度制御ができな
い。したがって過渡時の面内温度分布が大きくなりすぎ
て制御性が悪い。定常状態では、熱容量が大きい方が温
度分布が小さい。比較例３に係るセラミックヒータで
は、基板の直径が小さく、抵抗値のばらつきが温度分布
として反映されないことがわかる。

【０１２３】比較例４に係るセラミックヒータでは、気
孔率が高すぎて、熱伝導率が低下し、温度制御ができな
い。したがって過渡時の面内温度分布が大きくなりすぎ
て制御性が悪い。定常状態では、熱伝導率が悪く、温度
分布は小さい。

【０１２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
抵抗ばらつきがほとんどないため、特に過渡時の加熱面
の温度の均一性に優れたセラミックヒータが得られる。
さらに、リカバリー時間も短くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のセラミックヒータにおける抵抗発熱体
のパターンを模式的に示した平面図である。

【図２】図１に示したセラミックヒータの部分拡大断面
図である。

【図３】渦巻きパターンの抵抗発熱体を作製する際の印
刷の方向を示す説明図である。

【図４】屈曲線の繰り返しパターンの抵抗発熱体を作製
する際の印刷の方向を示す説明図である。

【図５】渦巻きパターンと屈曲線の繰り返しパターンと
を組み合わせた抵抗発熱体が形成されたセラミックヒー
タを模式的に示す底面図である。

【図６】渦巻きパターンの抵抗発熱体が形成されたセラ
ミックヒータを模式的に示す底面図である。

【図７】屈曲線の繰り返しパターンの抵抗発熱体が形成
されたセラミックヒータを模式的に示す底面図である。

【符号の説明】

１１、３１、６１セラミック基板１１ａ加熱面１１ｂ底面１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆ、１
２ｇ抵抗発熱体１４、３４有底孔１５、３５貫通孔３０セラミックヒータ３３外部端子３６リフターピン３２、４２、５２、６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ
抵抗発熱体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０５Ｂ 3/18 Ｈ０５Ｂ 3/20 ３９３ 3/20 ３９３Ｈ０１Ｌ 21/30 ５６７ (72)発明者苅谷悟岐阜県揖斐郡揖斐川町北方１−１イビデン株式会社内Ｆターム(参考） 3K034 AA02 AA05 AA08 AA10 AA21 AA22 AA34 AA37 BB06 BB14 BC12 BC17 BC24 BC29 CA02 CA03 CA14 CA15 CA22 CA26 DA04 DA08 EA07 HA01 HA10 JA01 3K092 PP20 QA05 QB02 QB08 QB17 QB18 QB31 QB44 QB45 QB47 QB69 QB74 QB76 QB78 QC02 QC07 QC18 QC32 QC38 QC42 QC43 QC52 RF03 RF11 RF22 RF27 UA05 UA17 UA18 VV18 VV22 5F046 KA04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セラミック基板の表面または内部に抵抗
発熱体を設けてなるセラミックヒータであって、前記抵
抗発熱体の平均抵抗値に対する抵抗値のばらつきは、２
５％以下であることを特徴とするセラミックヒータ。
【請求項２】前記抵抗発熱体は、屈曲線の繰り返しパ
ターンの抵抗発熱体からなる請求項１に記載のセラミッ
クヒータ。
【請求項３】前記抵抗発熱体は、同心円形状または渦
巻き形状パターンと、屈曲線の繰り返しパターンとが混
成して形成された抵抗発熱体からなる請求項１に記載の
セラミックヒータ。
【請求項４】前記セラミック基板は、厚さが２５ｍｍ
以下である請求項１〜３のいずれか１に記載のセラミッ
クヒータ。
【請求項５】前記セラミック基板は、気孔率が５％以
下である請求項１〜４のいずれか１に記載のセラミック
ヒータ。
【請求項６】前記セラミック基板は、直径が２００ｍ
ｍ以上である請求項１〜５のいずれか１に記載のセラミ
ックヒータ。