JP2002100460A

JP2002100460A - セラミックヒータおよびホットプレートユニット

Info

Publication number: JP2002100460A
Application number: JP2000288709A
Authority: JP
Inventors: Yasuji Hiramatsu; 靖二平松; Yasutaka Ito; 康隆伊藤
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 2000-09-22
Filing date: 2000-09-22
Publication date: 2002-04-05

Abstract

(57)【要約】【課題】保護層にクラックや剥離が発生するのを防止
することができるとともに、アンモニア等の腐食性ガス
の発生を防止することができ、さらに、脱粒を防止する
ことができるため、半導体製品加熱用のヒータとして最
適なセラミックヒータを提供する。【解決手段】非酸化物セラミック製の板状体からなる
セラミック基板の一方の面または内部に発熱体が形成さ
れてなるセラミックヒータであって、前記セラミック基
板表面の面粗度は、Ｒａ≦２０μｍであり、前記セラミ
ック基板の少なくとも一部に保護層が形成されてなるこ
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】本願発明は、主に半導体産業
において使用され、ホットプレートや静電チャック等と
して使用されるセラミックヒータおよび該ヒータを使用
したホットプレートユニットに関し、特には、半導体製
品の熱拡散等による汚染のないセラミックヒータおよび
ホットプレートユニットに関する。

【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。

【０００３】従来、このようなヒータとしては、特開平
１１−４０３３０号公報に記載されているように、窒化
物セラミック板の裏面に抵抗発熱体を配設したものが採
用されている。このセラミックヒータは、ヒータ板自体
が薄く温度追従性に優れるものである。

【０００４】ところが、このような構成のセラミックヒ
ータは、次のような未解決の課題があった。すなわち、
このセラミックヒータを半導体ウエハの加熱に使用する
と、半導体ウエハに鉄やイットリウムが熱拡散し、半導
体ウエハを汚染するのである。

【０００５】さらに、非酸化物系のセラミックは、水な
どと反応して腐食性ガスを発生させやすいという問題も
あった。そこで、本発明者らは、先に特願平１１−７１
０９１号として、窒化物セラミック等のセラミック基板
に保護層を形成したセラミックヒータを提案した。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、保護層が形
成されたセラミックヒータを実際に作動させると、経時
変化により保護層にクラックや剥離が発生したり、ガス
が発生したりするという新たな問題が生じた。

【０００７】また、このセラミックヒータを支持容器に
設置し、ホットプレートユニットとして使用した場合、
セラミックヒータを支持する支持容器の輻射熱でセラミ
ックヒータが過熱されてしまうという問題もあった。さ
らに、このホットプレートユニットを冷却する際には、
冷却速度が小さく、また、急激な温度変化があった場合
に、元の温度にもどるために時間（リカバリー時間）が
長くなるという問題も見られた。

【０００８】本発明は、上記課題に鑑み、ヒータを作動
させた場合でも保護層にクラックや剥離が発生したり、
ガスが発生したりするのを防止することができ、その過
熱を防止することができるセラミックヒータ、および、
冷却速度が大きく、リカバリー時間の短いホットプレー
トユニットを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、まず、こ
のような問題が発生する原因について検討を行った結
果、面粗度が大きいセラミック基板に保護層を形成した
場合、凹凸の凹部の保護層の膜の厚さが凸部の膜の厚さ
に比べて厚くなりすぎ、ヒータ作動時の熱衝撃で割れて
しまうということが分かった。

【００１０】また、このように面粗度が大きいセラミッ
ク基板に保護層を形成すると、セラミック基板の表面が
支持容器からの輻射熱を反射することができず、輻射熱
を吸収してしまうため、セラミック基板が過熱されてし
まうことが分かった。

【００１１】そこで、このような検討結果に基づいてさ
らに検討を行い、セラミック基板表面の粗度Ｒａと保護
膜の厚さとを調整することにより、熱衝撃により保護層
にクラックや剥離が発生したり、セラミック基板が過熱
されるのを防止することができることを見出し、本発明
を完成するに至った。

【００１２】すなわち、本発明のセラミックヒータは、
非酸化物セラミック製の板状体からなるセラミック基板
の一方の面または内部に発熱体が形成されてなるセラミ
ックヒータであって、上記セラミック基板表面の面粗度
は、Ｒａ≦２０μｍであり、上記セラミック基板の少な
くとも一部に保護層が形成されてなることを特徴とする
ものである。また、本発明のホットプレートユニット
は、上記セラミックヒータおよび支持容器からなること
を特徴とするものである。

【００１３】上記セラミックヒータにおいて、上記保護
層は、酸化物からなることが望ましく、上記保護層の厚
さは、０．０１〜１０μｍであることが望ましい。ま
た、上記保護層の厚さｌと上記セラミック基板表面の面
粗度Ｒａとの比率（Ｒａ／ｌ）は、１×１０^-5〜２×１
０³ であることが望ましい。

【００１４】さらに、上記保護層は、セラミック基板の
全表面を被覆しているか、セラミック基板の加熱面に形
成されているか、セラミック基板の発熱体が設けられた
面に形成されていることが望ましい。

【００１５】本発明のセラミックヒータでは、セラミッ
ク基板表面の面粗度が、Ｒａ≦２０μｍに設定されてい
るため、表面の凹凸の凹部の保護層の厚さが厚くなりす
ぎず、ヒータ作動時の熱衝撃でクラックや割れが発生し
たり、剥離が発生することはない。また、このセラミッ
クヒータを用いてヒータユニットを構成した場合、セラ
ミック基板の面粗度が上記のように小さいため、支持容
器からの輻射熱を反射することができ、セラミックヒー
タが過熱されることもなく、冷却速度も早い。さらに、
輻射熱を反射するため、急激な温度変化があった場合
に、元の温度に戻るために時間（リカバリー時間）も短
くすることができる。

【００１６】また、本発明のセラミックヒータでは、上
記のように、セラミック製の板状体からなるセラミック
基板（窒化物セラミック基板、炭化物セラミック基板）
表面の少なくとも一部、特に半導体製品と接触する加熱
面を保護層で被覆しており、鉄やイットリウムの熱拡散
による半導体製品の汚染を防止することができる。

【００１７】また、窒化物セラミックや炭化物セラミッ
ク等の非酸化物セラミックでは、セラミック粒子表面の
薄い酸化物層が焼結助剤を介して結合することにより焼
結していることが多いため、わずかな衝撃等でも表面か
ら脱粒しやすい。しかししながら、本発明では、セラミ
ック基板の表面が、例えば、酸化物や樹脂等からなる保
護層で被覆されているため、脱粒を防止することができ
る。

【００１８】さらに、本発明のセラミックヒータでは、
水と反応しにくい保護層がセラミック基板の表面に形成
されているため、セラミック基板表面と空気中の水との
反応が妨害され、非酸化物セラミックからなるセラミッ
ク基板であっても、アンモニアなどの腐食性ガスが発生
せず、感光性のレジストやシリコンウエハを腐食させる
ことがないという利点を有する。

【００１９】なお、セラミック表面を保護する技術は、
特開平９−２６３４５３号公報に記載されているが、こ
の技術では窒化物セラミックをヒータとして使用するこ
とは想定しておらず、本発明のようなセラミックをヒー
タとして使用した場合に生じる特有の問題を解決するも
のではない。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明のセラミックヒータは、非
酸化物セラミック製の板状体からなるセラミック基板の
一方の面または内部に発熱体が形成されてなるセラミッ
クヒータであって、上記セラミック基板表面の面粗度
は、Ｒａ≦２０μｍであり、上記セラミック基板の少な
くとも一部に保護層が形成されてなることを特徴とす
る。

【００２１】上記保護層としては、酸化物または樹脂か
ら選ばれる少なくとも１種が望ましい。上記酸化物とし
ては、例えば、ＳｉＯ₂ 、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、ＴｉＯ₂ 、Ｚｒ
Ｏ₂ 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。これら酸化物のなかでは、
特に耐水性に優れたＳｉＯ₂ が最適である。

【００２２】また、樹脂としては、例えば、ポリイミ
ド、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等の耐熱性樹脂が挙げ
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。これらの樹脂のなかでは、ポリイミドが
望ましい。

【００２３】上記酸化物からなる保護層を設ける場合、
図２に示すように、保護層１８０の表面に抵抗発熱体１
２を形成することが望ましい。例えば、酸化物からなる
保護層１８０は、セラミック基板１１および抵抗発熱体
１２の双方との密着性に優れるため、セラミック基板１
１と抵抗発熱体１２との密着性を改善することができる
からである。

【００２４】また、図３に示すように、直接、セラミッ
ク基板１１に抵抗発熱体１２を形成し、このセラミック
基板１１と抵抗発熱体１２の両方を酸化物や樹脂からな
る保護層１９０で被覆してもよい。この場合には、抵抗
発熱体１２のマイグレーション（金属イオン、金属原子
がセラミック基板の表層を拡散すること）を酸化物や樹
脂等からなる保護層１９０により防止することができ
る。

【００２５】なお、図３に示すように、保護層１９０
は、外部端子１３が接合された部分を除いて、抵抗発熱
体１２のほぼ全体を被覆し、外部端子１３が接合された
部分では、抵抗発熱体１２と外部端子１３を覆うように
保護層１９０が形成されている。

【００２６】また、セラミックヒータは、熱サイクルに
よりセラミック基板の表面近傍に発生する応力が著しく
大きいため、保護層にクラックが発生しやすいのである
が、ＳｉＯ₂ からなる保護層は、機械的特性に優れるた
め、このような応力に対して保護層が破壊されることも
なく、充分な耐久性を有する。

【００２７】保護層の厚さは、１００オングストローム
（０．０１μｍ）から１０μｍが最適である。０．０１
μｍより薄いと、保護層が形成されない部分が生じてし
まい、一方、１０μｍを超えると、セラミック基板と保
護層との熱膨張率の相違からクラックが発生しやすくな
るからである。

【００２８】上記保護層の厚さｌと表面の粗度Ｒａとの
比率（Ｒａ／ｌ）は、１×１０^-5〜２×１０³ であるこ
とが望ましい。Ｒａ／ｌが１×１０^-5未満であると、面
粗度が保護層厚さに対して相対的に小さくなり、保護層
が剥離しやすくなる。一方、Ｒａ／ｌが２×１０³ を超
えると、面の凹部の厚さが大きくなりすぎて熱衝撃でク
ラックが発生し、剥離も生じやすくなる。本発明では、
Ｒａ／ｌを１×１０^-5〜２×１０³ に調整しておくこと
で、熱衝撃による剥離を防止することができる。

【００２９】上記保護層は、セラミック基板の全表面を
被覆していてもよく、一部分を被覆していてもよい。特
に、加熱面（抵抗発熱体が形成された面の反対側の面、
すなわち半導体製品と接触する面）を保護することが望
ましい。この加熱面を保護することにより、セラミック
基板に含まれる鉄やイットリウムが熱拡散するのを防止
することができるとともに、窒化物セラミックからなる
セラミック基板に水等が接触した場合にアンモニアが発
生するのを防止することができるからである。

【００３０】また、保護層は抵抗発熱体が設けられた面
に形成されていてもよい。この場合、抵抗発熱体とセラ
ミック基板との間に保護層が存在していてもよく、抵抗
発熱体を被覆するように保護層が形成されていてもよ
い。抵抗発熱体とセラミック基板の間に保護層が存在す
る場合は、前述のように抵抗発熱体を密着させることが
でき、抵抗発熱体を被覆するように保護層が形成されて
いる場合は、抵抗発熱体を酸化から保護し、抵抗値の変
動を防止することができる。抵抗発熱体の抵抗値が変動
すると発熱量を制御するのが困難になる。

【００３１】本発明では、図２、３に示すようにセラミ
ック基板１１の内部に、セラミック基板１１よりも熱伝
導率の高い材料からなるプレーン層２１を設けてもよ
い。抵抗発熱体１２からセラミック基板１１の厚み方向
に伝搬した熱は、このプレーン層２１で、拡散して均一
な温度となり、抵抗発熱体１２が形成された面の反対面
（加熱面）１１ａに伝搬するのである。このため、加熱
面１１ａの温度を高温領域でも均一にすることが可能で
ある。

【００３２】上記プレーン層は、連続した平面が望まし
いが、本発明の目的を達成できる範囲で複数に分割され
ていてもよく、また円形、方形等、各種形状の開口を設
けたメッシュ状のものであってもよい。

【００３３】本発明で使用されるプレーン層は、その厚
みが１〜１０⁴ μｍであることが望ましく、１０〜１０
００μｍが最適である。プレーン層が１μｍよりも薄い
と、温度均一化の効果がなく、１０⁴ μｍよりも厚い
と、プレーン層自体に温度分布が生じてしまい、やはり
加熱面の温度を均一化することができないからである。

【００３４】上記プレーン層は、セラミック基板を構成
する材料よりも熱伝導率が高ければよいので、例えば、
金属または高熱伝導性のセラミックを使用することがで
きる。上記プレーン層の材料としては、例えば、タング
ステン、モリブデン、コバール等の金属、タングステン
カーバイド、シリサイド、窒化硼素等のセラミックが挙
げられる。これらの材料は、単独で用いてもよく、２種
以上を併用してもよい。

【００３５】また、上記プレーン層は、１層形成されて
いてもよく、複数層形成されていてもよい。さらに、上
記プレーン層は、静電チャックの静電電極等として機能
してもよく、ウエハプローバのガード電極、グランド電
極として機能してもよい。

【００３６】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、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１１
ｂの内側部分には同心円形状のパターンの抵抗発熱体１
２（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（１２ａ〜１２ｄ）が形成されている。

【００３７】また、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ており、これらの抵抗発熱体１
２の両端に、入出力の端子となる外部端子１３が接続さ
れている。

【００３８】なお、保護層１８０は、セラミック基板１
１の表面全体を覆うように形成され、この保護層１８０
の上に抵抗発熱体１２が形成されていいる。また、中央
に近い部分には、半導体ウエハ１９を支持するリフター
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１７を挿入するための有底孔１４が形成さ
れている。

【００３９】図１〜２に示したセラミックヒータ１０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〜１２
ｄの屈曲の回数がもっと多いものであってもよく、全体
に屈曲線の繰り返しパターンの抵抗発熱体が形成されて
いてもよい。

【００４０】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。

【００４１】本発明では、セラミック基板として、絶縁
性の窒化物セラミックまたは炭化物セラミックを使用す
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小さく、薄くしても、加熱
により反ったり、歪んだりしない。このためヒータを構
成するセラミック基板を薄くて軽いものとすることがで
きる。また、セラミック基板の熱伝導率が高く、また、
セラミック基板自体薄いため、ヒータの表面温度が、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、ヒータの表面温度を制御することができる。

【００４２】上記窒化物セラミックとしては、窒化アル
ミニウム、窒化ケイ素、窒化硼素から選ばれる少なくと
も１種以上が望ましく、炭化物セラミックとしては、炭
化珪素、炭化硼素、炭化チタン、炭化タングステンから
選ばれる少なくとも１種以上が望ましい。

【００４３】本発明のセラミックヒータを構成するセラ
ミック基板の厚さは、２５ｍｍ以下であることが望まし
い。上記セラミック基板の厚さが２５ｍｍを超えると温
度追従性が低下するからである。また、その厚さは、
１．５ｍｍを超え５ｍｍ以下であることがより望まし
い。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。

【００４４】上記セラミック基板は、円板状であること
が望ましく、その直径は１９０ｍｍ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
ばらつきが大きくなるからである。上記セラミック基板
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。

【００４５】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、また、投入電力に対す
る応答性が極端に低下してしまう。

【００４６】本発明では、セラミック基板の抵抗発熱体
が設けられた面の反対面（即ち加熱面）とプレーン層と
の間に静電チャック用の導体層を形成してもよい。この
ような静電電極を有するセラミックヒータでは、半導体
ウエハを固定しながら加熱することができるからであ
る。

【００４７】本願発明では、抵抗発熱体は導体ペースト
中の金属粒子を焼結することにより形成することができ
る。加熱焼成によりセラミック板表面に焼き付けること
ができるからである。なお、焼結は、金属粒子同士、金
属粒子とセラミックとが融着していれば充分である。

【００４８】上記保護層上に抵抗発熱体を形成する場合
は、保護層としてＳｉＯ₂ が望ましい。実用的な密着強
度が得られるからである。

【００４９】抵抗発熱体１２のパターンの厚さは、１〜
２０μｍが望ましく、幅は０．５〜５ｍｍが望ましい。
厚さ、幅により抵抗値を変化させることができるが、こ
の範囲が最も実用的だからである。抵抗値は、薄く、細
くなるほど大きくなる。

【００５０】抵抗発熱体１２は、通常、導体ペーストを
セラミック基板の底面に塗布して、所定のパターンを形
成した後、焼成することにより形成される。導体ペース
トは、金属粒子の他、樹脂、溶剤、増粘剤などを含むも
のが一般的である。

【００５１】金属粒子としては、金、銀、白金、パラジ
ウム、鉛、タングステン、ニッケルから選ばれる少なく
とも１種以上が好ましい。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。

【００５２】上記金属粒子の他に、導電性セラミック粒
子、例えばタングステンカーバイド、モリブデンカーバ
イドを使用することができる。これら金属粒子の粒径
は、０．１〜１００μｍであることが望ましい。微細す
ぎると酸化しやすく、大きすぎると焼結しにくくなり、
抵抗値が大きくなるからである。

【００５３】導体ペーストに使用される樹脂としては、
エポキシ樹脂、フェノール樹脂などがよい。また、溶剤
としては、イソプロピルアルコールなどが使用される。
増粘剤としては、セルロースなどが挙げられる。

【００５４】上記導体ペーストには、金属粒子または導
電性セラミック粒子に加えて酸化物を含ませ、抵抗発熱
体を金属粒子と金属酸化物とを焼結させたものとするこ
とが望ましい。この理由は、窒化物セラミックまたは炭
化物セラミックと金属粒子を密着させるためである。金
属酸化物により、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、金属粒子表面および窒化物セラミックまたは炭
化物セラミックの表面はわずかに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
ックが密着するのではないかと推定している。

【００５５】上記酸化物としては、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、チタニアから選ばれる少なくとも１種以上がよい。
これらの酸化物は、抵抗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できるからである。

【００５６】本発明では、抵抗発熱体の表面は、被覆層
で被覆されてなることが望ましい。抵抗発熱体は、金属
粒子の焼結体であり、露出していると酸化しやすく抵抗
値が変化してしまう。そこで、表面を被覆層で被覆する
ことにより、酸化を防止できるのである。被覆層の厚さ
は、０．１〜１０μｍが望ましい。抵抗発熱体の抵抗値
を変化させることなく、抵抗発熱体の酸化を防止できる
範囲だからである。なお、上述したように、被覆層のか
わりに、保護層を形成してもよい。保護層は、通常、絶
縁性を有するので、抵抗発熱体に外部端子を接合（接
続）させた後、外部端子が接続された抵抗発熱体に保護
層を形成することが望ましい。

【００５７】被覆層に使用される金属は、非酸化性の金
属であればよい。具体的には、金、銀、パラジウム、白
金、ニッケルから選ばれる少なくとも１種以上が好まし
い。なかでもニッケルが好適である。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、ろ
う材を介して抵抗発熱体に取り付けるが、ニッケルはろ
う材の熱拡散を防止するからである。接続端子は、コバ
ール製の端子ピンを使用することができる。

【００５８】被覆層は、金属以外にガラスや樹脂などで
あってもよい。ガラスとしては、ホウ珪酸ガラス、鉛ガ
ラス、ライムガラスなどを使用でき、樹脂としては、エ
ポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂などを使用で
きる。この場合にも、外部端子と抵抗発熱体とは、直接
接合され、接合された抵抗発熱体と外部端子とが上記被
覆層により被覆される。

【００５９】また、ろう材は銀−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、ろ
う材の厚さは、０．１〜５０μｍが望ましい。ろう材に
よる接続を確保するに充分な範囲だからである。

【００６０】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
セラミック基板の温度を測定し、そのデータをもとに電
圧、電流量を変えて、セラミック基板の温度を制御する
ことができるからである。

【００６１】また、図２に示したように、セラミック基
板１１に貫通孔１５を複数設け、その貫通孔１５にリフ
ターピン１６を挿入し、シリコンウエハ１９をリフター
ピン１６上に載置することができる。また、リフターピ
ン１６を上下させてシリコンウエハ１９を搬送機に渡し
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。

【００６２】なお、本発明のセラミックヒータでは、シ
リコンウエハ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。

【００６３】次いで、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。（１）セラミック基板の製造工程窒化物セラミック、炭化物セラミックなどのセラミック
の粉体をバインダーおよび溶剤と混合してペーストを調
製する。前述したセラミック粉体としては窒化アルミニ
ウム、炭化ケイ素などを使用することができ、必要に応
じてイットリアなどの焼結助剤などを加えてもよい。

【００６４】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種以上が望まし
い。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種以上が望ましい。

【００６５】これらを混合して得られるペーストを、ド
クターブレード法等でシート状に成形してグリーンシー
トを作製する。グリーンシートに、必要に応じてシリコ
ンウエハのリフターピンを挿入する貫通孔や熱電対を埋
め込む凹部を設けておくことができる。

【００６６】次に、このグリーンシートを積層すること
により生成形体を作製するのであるが、生成形体の内部
にプレーン層を設ける場合には、グリーンシート上に導
体ペースト層またはセラミック粉末を含むペースト層を
形成する。導体ペースト層は、導体ペーストを印刷する
ことにより形成する。プレーン層を複数設ける場合は、
導体ペースト等を印刷したグリーンシートを複数層積層
すればよい。また、グリーンシートを積層する際に、プ
レーン層となる金属箔等を挟み込むことにより積層体を
形成してもよい。

【００６７】導体ペースト中には金属粒子や導電性セラ
ミック粒子が含まれており、このような金属としてはタ
ングステンまたはモリブデンが最適であり、導電性セラ
ミックとしては、タングステンカーバイドまたはモリブ
デンカーバイドが最適である。酸化しにくく熱電導率が
低下しにくいからである。

【００６８】タングステン（あるいはタングステンカー
バイド）粒子またはモリブデン（あるいはモリブデンカ
ーバイド）粒子の平均粒子径は０．５〜１０．０μｍが
好ましい。大きすぎても小さすぎてもペーストを印刷し
にくいからである。

【００６９】このような導体ペーストとしては、タング
ステン粒子またはモリブデン粒子８５〜９７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種以上のバ
インダ１．５〜１０重量部、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種以上の溶媒を１．５
〜１０重量部混合して調製したものが最適である。

【００７０】次に、このグリーンシートを積層して生成
形体を作製した後、この生成形体の脱脂、焼成を行い、
セラミック粉末を焼結させてセラミック基板を製造す
る。加熱焼成の際、加圧することにより気孔のないセラ
ミック基板を製造することができる。加熱焼成は、焼結
温度以上であればよいが、窒化物セラミックでは、９０
０〜２５００℃である。

【００７１】上記した生成形体（積層体）の作製過程で
は、グリーンシートを積層することにより生成形体を作
製したが、セラミック粉体とバインダとをスプレードラ
イ法で顆粒化しておき、この顆粒をプレス成形して生成
形体としてもよい。この場合には、金属箔等を生成形体
に埋設することにより、プレーン層を形成する。この
後、グリーンシートの積層体の場合と同様に、生成形体
を加熱焼成し、焼結させてセラミック製の板状体（セラ
ミック基板）を製造する。

【００７２】（２）研磨処理工程次に、セラミック基板の面粗度を調整する。面粗度の調
整は、研磨、ポリシングにより行う。研磨は、♯２００
〜１０００のダイヤモンド砥石を使用し、両面から１〜
１００ｋｇ／ｃｍ² の荷重を加えて行う。また、ポリシ
ングは、０．１〜１００μｍのダイヤモンドペーストと
ポリシングクロスを用いて行う。

【００７３】面粗度の測定は、キーエンス社製のレーザ
変位計を用いて行うことができる。また、保護層を形成
した後の面粗度を測定する際には、断面を電子顕微鏡観
察してセラミック基板と保護層の界面の凹凸からＲａを
計算する。

【００７４】（３）保護層形成工程次に、セラミック基板に保護層を設ける。保護層の形成
方法としては、例えば、金属アルコキシドをアルコー
ル、水および酸とともに混合して調製したゾル溶液を、
スピンコート法やスプレーコート法などを用いて塗布
し、乾燥後、３００〜１０００℃で焼成する方法が挙げ
られる。これらのなかでは、スプレーコート法が厚さに
むらがなく、最適である。

【００７５】触媒により金属アルコキシドが加水分解重
合反応を起こしてゾルが形成されており、これを乾燥さ
せることによりゲルが生じ、焼成することによって酸化
膜からなる被覆層を設けることができるのである。

【００７６】上記ゾル溶液としては、金属アルコシキド
１０〜５０重量部、アルコール１００〜５００重量部、
水１〜５０重量部、および、酸０．１〜０．５重量部の
混合物が望ましい。

【００７７】金属アルコキシドとしては、例えば、シラ
ン系アルコキシド、アルミニウム系アルコキシド等を使
用することができる。シラン系アルコキシドとしては、
例えば、テトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン
等が望ましい。また、アルミニウム系アルコキシドとし
ては、例えば、アルミニウムイソプロポキシド等が望ま
しい。アルコールとしては、例えば、メタノール、エタ
ノールなどを使用することができる。

【００７８】また、窒化物セラミック、炭化物セラミッ
クからなるセラミック基板の表面を空気中で９００〜１
０００℃で０．１〜１０時間加熱処理して、表面に金属
酸化物層を設けてもよい。さらに、本発明では、ポリイ
ミド樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂などの樹脂層をセ
ラミック基板の表面に形成し、保護層としてもよい。

【００７９】保護層を形成する際には、ゾル溶液や樹脂
を含む溶液を、セラミック基板の全体にスプレーコート
してもよく、発熱体形成面のみ、または、被加熱物等を
加熱する加熱面のみにスプレーコートしてもよい。

【００８０】（３）抵抗発熱体を設ける工程上記工程を経たセラミック基板に金属粒子または導電性
セラミック粒子からなる導体ペーストを印刷する。導体
ペーストは、一般に、金属粒子または導電性セラミック
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で抵抗発熱体を設
けようとする部分に印刷する。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に示すような渦巻きと屈曲線からなるパターンに印刷
することが望ましい。

【００８１】導体ペーストとしては、銀ペースト、銀／
鉛ペースト、前述のタングステンペーストまたはモリブ
デンペースト、タングステンカーバイドペーストまたは
モリブデンカーバイドペースト等を使用することができ
る。

【００８２】次に、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、導電性セラミ
ック粒子等を焼結させる。加熱焼成温度は、５００〜１
０００℃である導体ペースト中に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。

【００８３】さらに、抵抗発熱体の表面に被覆層を形成
して被覆することが望ましい。被覆層の材料としては、
例えば、ニッケル、コバルト、クロムから選ばれる少な
くとも１種以上が挙げられる。被覆は、電解めっき、無
電解めっき、スパッタリング等により行うことができる
が、量産性を考慮すると無電解めっきが最適である。

【００８４】次に、抵抗発熱体のパターンの端部に電源
との接続のための端子をろう材にて取りつける。この際
には、取りつけ部位にろう材ペーストを印刷した後、端
子を載せ、加熱、リフローする。加熱温度は、２００〜
８００℃が好適である。

【００８５】金属被覆層に代えて、ホウケイ酸ガラスな
どのガラス層、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂などの樹脂
層を形成してもよい。この際には、上述したように、抵
抗発熱体上に外部端子を上記方法により接合した後、抵
抗発熱体の露出した部分および外部端子の一部に樹脂か
らなる被覆層を形成する。この場合は、抵抗発熱体パタ
ーンの酸化を防止して抵抗変化を抑制することができ
る。

【００８６】さらに、必要に応じて熱電対を埋め込むこ
とができる。熱電対としてはクロメル−アルメル、銅−
コンスタンタン、クロメル−コンスタンタンがよい。

【００８７】図４は、このようなセラミックヒータを使
用したホットプレートユニットを模式的に示す断面図で
ある。このホットプレートユニット５０は、ケーシング
（支持容器）６０と支持容器６０に固定される断熱リン
グ５２、固定ピン５１、固定バネ５３、固定バネ５３に
より固定されるセラミックヒータよりなり、冷却機構を
有している。

【００８８】このセラミックヒータを構成するセラミッ
ク基板１１の表面には、保護層１８０が形成され、保護
層１８０の表面に抵抗発熱体１２が設けられている。ま
た、抵抗発熱体１２の端部には、外部端子１３が半田を
介して固定され、外部端子１３には、配線６２を有する
ソケット５５が接続されている。加熱面１１ａの表面に
は、シリコンウエハをセラミック基板表面より一定距離
離間させて支持するための支持ピン（ギャップピン）５
９が形成されている。

【００８９】セラミック基板１１には、貫通孔１５が形
成されており、この貫通孔１５にリフターピンを挿通さ
せ、このリフターピンによりシリコンウエハを搬送機よ
り受け取ったり、搬送機に渡したりする。また、貫通孔
１５には、スリーブ５７が接続され、リフターピンが保
護される。

【００９０】さらに支持容器６０の底部には開口６０ａ
が形成され、冷却媒体を供給する供給ポート５８が取り
付けられている。また、排気ポートを取り付けてもよ
い。

【００９１】また、支持容器６０の内部には中底板５６
が設けられており、この中底板５６は、板バネ５４によ
り支持されているが、この中底板５６は、遮熱板として
機能する。中底板５６には、開口５６ａが形成されてお
り、この開口５６ａは、熱交換した冷媒を排気させる役
割を果たすとともに、中底板５６の熱容量を低減させる
役割も果している。

【００９２】本発明のホットプレートユニットでは、セ
ラミックヒータを構成するセラミック基板の面粗度をＲ
ａ＝２０μｍ以下に調整し、この上に保護層を形成して
いるため、支持容器からの輻射熱を反射させることがで
き、これによりホットプレートユニットの冷却速度を向
上させ、かつ、リカバリー時間を短くすることができ
る。

【００９３】以下、実施例に沿って説明する。

【実施例】（実施例１）ＳｉＯ₂ 保護層を有するセラミ
ックヒータの製造（図１、２参照）（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（酸化イットリウム平均粒径
０．４μｍ）４重量部、アクリルバイダー５重量部およ
びアルコールからなる組成物を、ドクターブレードで形
成して厚さ１．５ｍｍのグリーンシートを得た。

【００９４】（２）平均粒子径１μｍのタングステン粒
子９０重量部、アクリル系バインダ５重量部、α−テル
ピネオール溶媒を５重量を混合してタングステンペース
トとした。

【００９５】このタングステンペーストを生成形体のほ
ぼ全面に印刷し、さらに同様にしてタングステンペース
トを印刷した別のグリーンシートを積層し、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に
３０層、下に２０層積層した後、１８００℃、圧力２３
０ｋｇ／ｃｍ² でホットプレスし、厚さ３ｍｍの窒化ア
ルミニウム板状体を得た。これを直径２３０ｍｍの円状
に切り出して内部にプレーン層２１を２層有するセラミ
ック製の板状体（セラミック基板１１）とした。

【００９６】（３）次に、♯２２０のダイヤモンド砥石
で、セラミック基板１１の両面に１ｋｇ／ｃｍ² の荷重
をかけて研磨し、セラミック基板１１の主面の面粗度を
Ｒａ＝０．５μｍとした。

【００９７】（４）次に、テトラエトキシシラン２０．
８重量部、エタノール１３８重量部、水２３．５重量部
および塩酸０．３重量部を混合して、シリカゾル溶液を
調製した。次に、大阪アサヒ化学社製のスプレーコート
器具を用い、このシリカゾル溶液をセラミック基板１１
の全表面にスプレーコート法により５回塗布し、乾燥さ
せた。この後、さらに同じ条件で塗布、乾燥を行った
後、５００℃、９５０℃でそれぞれ１時間づつ加熱、焼
成し、厚さ０．１μｍのＳｉＯ₂ の保護層を形成した。
厚さの測定は、蛍光Ｘ線分析装置によってＳｉの分布を
調べることにより行った。本実施例においては、Ｒａ／
ｌ＝５である。

【００９８】（５）（４）の工程で保護層を形成したセ
ラミック基板１１に、スクリーン印刷にて導体ペースト
を印刷した。印刷パターンは、図１に示すような同心円
と屈曲線の繰り返しパターンのパターンとした。導体ペ
ーストは、徳力化学研究所製のソルベストＰＳ６０３を
使用した。この導体ペーストは、銀／鉛ペーストであ
り、金属酸化物を含むものである。

【００９９】（６）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、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
付けた。銀−鉛の焼結体によるパターンは、厚さが５μ
ｍ、幅２．４ｍｍであった。

【０１００】（７）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（６）の工程を
経たセラミック基板を浸漬し、銀−鉛の焼結体からなる
抵抗発熱体１２の表面に厚さ１μｍのニッケル層からな
る金属被覆層１２０を析出させた。

【０１０１】（８）電源との接続を確保するための端子
ピンを取りつける部分に、スクリーン印刷により、錫−
鉛ペースト（日本ハンダ社製）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（図
示しない）を載置して、４２０℃で加熱リフローし、端
子ピンを抵抗発熱体の表面に取りつけた。（９）温度制
御のための複数の熱電対を埋め込み、セラミックヒータ
を得た。

【０１０２】（実施例２）Ａｌ₂ Ｏ₃ 保護層を有する
セラミックヒータの製造実施例１で形成したＳｉＯ₂ 保護層に代えて、Ａｌ₂ Ｏ
₃ 保護層を設けたほかは、実施例１と同様にしてセラミ
ックヒータを製造した。Ａｌ₂ Ｏ₃ 保護層は、実施例１
の（１）〜（３）の工程で得られたセラミック基板を空
気中、９５０℃で１時間加熱することにより形成した。
このときに形成したＡｌ₂ Ｏ₃ 保護層の厚さは、２．０
μｍであった。本実施例においては、Ｒａ／ｌ＝０．２
５である。

【０１０３】（実施例３）発熱体形成面にのみＳｉＯ₂
保護層を形成し、ＳｉＯ₂ 保護層上に抵抗発熱体を形成
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。（実施例４）発熱体形成面の反対側、すなわち加熱面に
のみＳｉＯ₂ 保護層を形成たほかは、実施例１と同様に
してセラミックヒータを製造した。。

【０１０４】（実施例５）♯２２０のダイヤモンド砥石
でセラミック基板の両面に１ｋｇ／ｃｍ² の荷重をかけ
て研磨し、この後、０．２５μｍのダイヤモンドペース
トでポリシングして鏡面研磨し、Ｒａ＝０．０２μｍ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。本実施例では、Ｒａ／ｌ＝０．２である。

【０１０５】（実施例６）♯４００のダイヤモンド砥石
でセラミック基板の両面に１ｋｇ／ｃｍ² の荷重をかけ
て研磨し、Ｒａ＝０．３μｍ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。本実施例で
は、Ｒａ／ｌ＝３である。

【０１０６】（実施例７）♯１００のダイヤモンド砥石
でセラミック基板の両面に１ｋｇ／ｃｍ² の荷重をかけ
て研磨し、Ｒａ＝５μｍ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。本実施例では、Ｒ
ａ／ｌ＝５０である。

【０１０７】（実施例８）♯８０のダイヤモンド砥石で
セラミック基板の両面に１ｋｇ／ｃｍ² の荷重をかけて
研磨し、Ｒａ＝１５μｍ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。本実施例では、Ｒ
ａ／ｌ＝１５０である。

【０１０８】（実施例９）♯２２０のダイヤモンド砥石
でセラミック基板の両面に１ｋｇ／ｃｍ² の荷重をかけ
て研磨し、この後、０．１μｍのダイヤモンドペースト
でポリシングして鏡面研磨し、Ｒａ＝０．００１μｍと
し、また、保護層を形成する際に、シリカゾル溶液を用
いて６０回コートし、厚さ１．２μｍのＳｉＯ₂ 保護層
を形成したほかは、実施例１と同様にしてセラミックヒ
ータを製造した。本実施例では、Ｒａ／ｌ＝８．３×１
０^-4である。

【０１０９】（実施例１０）♯８０のダイヤモンド砥石
でセラミック基板の両面に１ｋｇ／ｃｍ² の荷重をかけ
て研磨し、Ｒａ＝１５μｍとし、シリカゾルを１回コー
トし、厚さ０．０２μｍのＳｉＯ₂ 保護層を形成したほ
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。本実施例では、Ｒａ／ｌ＝７５０である。

【０１１０】（実施例１１）♯２０００のダイヤモンド
砥石でセラミック基板の両面に１ｋｇ／ｃｍ² の荷重を
かけて研磨し、この後、０．１μｍのダイヤモンドペー
ストでポリシングして鏡面研磨してＲａ＝０．０００１
μｍとし、この後、セラミック基板を９５０℃で１２時
間加熱し、Ａｌ₂ Ｏ₃ 保護層を形成したほかは、実施例
１と同様にしてセラミックヒータを製造した。Ａｌ₂ Ｏ
₃ 保護層の厚さは、１２．０μｍであった。本実施例で
は、Ｒａ／ｌ＝０．８×１０^-5である。

【０１１１】（実施例１２）♯８０のダイヤモンド砥石
でセラミック基板の両面に１ｋｇ／ｃｍ² の荷重をかけ
て研磨し、Ｒａ＝１５μｍとし、また、シリカゾル溶液
を、さらに１／１０にメチルアルコールで希釈した溶液
を１回スプレーコートし、厚さ０．００７μｍのとした
ＳｉＯ₂ 保護層を形成したほかは、実施例１と同様にし
てセラミックヒータを製造した。本実施例では、Ｒａ／
ｌ＝２１４０である。

【０１１２】（実施例１３）ＳｉＣ製のセラミックヒー
タの製造（図５参照）（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。

【０１１３】（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。（３）次に、この生成形体を１８９０℃、圧力：２０Ｍ
Ｐａでホットプレスし、厚さがほぼ３ｍｍのＳｉＣ製の
セラミック基板７１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。ＳｉＣ製の板状体の気孔率は、３％であっ
た。なお、本実施例では、Ｒａ／ｌ＝０．００４であ
る。

【０１１４】（４）次に、この板状体から直径２１０ｍ
ｍ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７１）とした。このセラミック基板７１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７５、熱電対を埋め込むための有底孔７４
（直径：１．１ｍｍ、深さ：２ｍｍ）を形成した。（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７１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７１に焼き付け、抵抗発熱体７２を形成
した。抵抗発熱体７２のパターンは、図５に示すよう
に、９チャンネルであり、渦巻きパターンである。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。

【０１１５】（６）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。（７）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。

【０１１６】（比較例１）生成形体の脱脂、焼成により
製造したセラミック基板の研磨を実施しなかったほか
は、実施例１と同様にしてセラミックヒータを製造し
た。セラミック基板表面の粗度は、Ｒａ＝２２μｍであ
った。

【０１１７】実施例１〜１３、および、比較例１で得ら
れたセラミックヒータについて、以下のような評価を行
った。

【０１１８】評価方法（１）アンモニア発生量の測定セラミック基板を９５０℃に加熱した後、１リットル、
１００℃の沸騰水中に浸漬して溶出したアンモニアの量
を測定した。

【０１１９】（２）クラック、剥離の発生の有無得られたセラミック基板表面を１０００倍の電子顕微鏡
観察で観察し、クラックの発生の有無、剥離の発生を有
無を調査した。（３）冷却速度の測定得られたセラミックヒータを図５に示す支持容器に取り
付けてユニット化し、１ｍ³ ／分で空気をセラミック基
板に吹きつけて、セラミックヒータが１４０℃〜９０℃
まで降温する時間を測定した。

【０１２０】（４）リカバリー時間の測定セラミックヒータを１４０℃に昇温した状態で２５℃の
シリコンウエハを載置し、加熱面が１４０℃まで回復す
るまでの時間を測定した。結果を表１に示す。

【０１２１】

【表１】

【０１２２】表１に示した結果より明らかなように、表
面粗度Ｒａを２０μｍ未満にすると、リカバリー時間や
冷却時間を短くすることができる。また、Ｒａを０．０
１μｍ以下にすると、多少クラックがあってもアンモニ
アの発生量を低減することができる。また、保護層の厚
さｌとＲａの比率（Ｒａ／ｌ）を、１×１０^-5〜２×１
０³ の範囲に調整することにより、保護層にクラックや
剥離が発生するのを抑制することができる。

【０１２３】

【発明の効果】以上の説明のように、本発明のセラミッ
クヒータは、保護層にクラックや剥離が発生するのを防
止することができるとともに、アンモニア等の腐食性ガ
スの発生を防止することができ、さらに、脱粒を防止す
ることができるため、半導体製品加熱用のヒータとして
最適である。また、上記セラミックヒータを用いてホッ
トプレートユニットを構成すると、冷却時間、リカバリ
ー時間を短縮することができ、生産性を向上させること
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を模式的に示す底面
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】別の実施形態に係る本発明のセラミックヒータ
を模式的に示す部分拡大断面図である。

【図４】本発明のセラミックヒータを支持容器に納めた
ホットプレートユニットを模式的に示す断面図である。

【図５】さらに、別の実施形態に係るセラミックヒータ
を模式的に示す底面図である。

【符号の説明】

１０セラミックヒータ１１、７１セラミック基板１１ａ加熱面１１ｂ底面１２（１２ａ〜１２ｇ）、７２抵抗発熱体１３、７３外部端子１４、７４有底孔１５、７５貫通孔１６リフターピン１７測温素子２１プレーン層５０ホットプレートユニット５１固定ピン５２断熱リング５３固定バネ５４板バネ５５ソケット５６中底板５６ａ開口部５７スリーブ５８供給ポート６０支持容器６０ａ開口部６２配線１２０被覆層１８０、１９０保護層

───────────────────────────────────────────────────── 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 3/20 ３９３Ｈ０５Ｂ 3/68 3/68 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５６７Ｆターム(参考） 3K034 AA02 AA06 AA08 AA10 AA21 AA22 AA34 BB06 BB14 BC01 BC12 BC16 BC17 BC29 CA15 CA26 DA04 DA08 HA01 HA10 JA02 3K092 PP20 QA05 QB02 QB17 QB18 QB44 QB45 QB76 QC18 QC32 QC52 RF03 RF11 RF17 RF22 RF26 RF27 TT07 UA05 UA17 UA18 VV09 VV16 VV22 VV34 5F046 KA04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非酸化物セラミック製の板状体からなる
セラミック基板の一方の面または内部に発熱体が形成さ
れてなるセラミックヒータであって、前記セラミック基
板表面の面粗度は、Ｒａ≦２０μｍであり、前記セラミ
ック基板の少なくとも一部に保護層が形成されてなるこ
とを特徴とするセラミックヒータ。
【請求項２】前記保護層は、酸化物からなる請求項１
に記載のセラミックヒータ。
【請求項３】前記保護層は、その厚さが０．０１〜１
０μｍである請求項１〜または２に記載のセラミックヒ
ータ。
【請求項４】前記保護層の厚さｌと前記セラミック基
板表面の面粗度Ｒａとの比率（Ｒａ／ｌ）は、１×１０
^-5〜２×１０³ 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】前記保護層は、セラミック基板の全表面
を被覆してなる請求項１〜４のいずれか１に記載のセラ
ミックヒータ。
【請求項６】前記保護層は、セラミック基板の加熱面
に形成されてなる請求項１〜４のいずれか１に記載のセ
ラミックヒータ。
【請求項７】前記保護層は、セラミック基板の発熱体
が設けられた面に形成されてなる請求項１〜４のいずれ
か１に記載のセラミックヒータ。
【請求項８】請求項１〜７のいずれか１に記載のセラ
ミックヒータおよび支持容器からなることを特徴とする
ホットプレートユニット。