JP2003151729A

JP2003151729A - セラミックヒーター、その製造方法および半導体製造装置用加熱装置

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Publication number: JP2003151729A
Application number: JP2001352964A
Authority: JP
Inventors: Shinji Yamaguchi; 慎治山口
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 2001-11-19
Filing date: 2001-11-19
Publication date: 2003-05-23
Anticipated expiration: 2021-11-19
Also published as: JP3982674B2; TW554463B; KR100515702B1; US6812434B2; US20030094447A1; KR20030041774A

Abstract

(57)【要約】【課題】セラミック基体および発熱体を備えているセラ
ミックヒーターにおいて、セラミック基体とは別体の部
材を設置する必要なしに加熱面の温度を制御できるよう
にする。【解決手段】セラミックヒーター１Ｂは、加熱面２ａを
備えるセラミック基体２、および発熱体３を備えてい
る。基体２の加熱面２ａ以外の表面２ｂ、２ｃに、第一
の領域１５、および第一の領域１５に比べて熱放射率が
相対的に小さい第二の領域１３が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、セラミックヒータ
ー、その製造方法および半導体製造装置用加熱装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造装置においては、熱ＣＶＤな
どによってシランガスなどの原料ガスから半導体薄膜を
製造するに当たって、ウエハーを加熱するためのセラミ
ックヒーターが採用されている。このようなヒーターに
おいては、加熱面を高温に維持しながら、加熱面の温度
の均一性を確保することによって、半導体不良を防止す
る必要がある。しかし、セラミックヒーターは、セラミ
ック基体の内部に発熱体を埋設したものであり、加熱面
にある程度の温度のバラツキが発生する。

【０００３】特開平６−５３１４５号公報においては、
セラミックヒーターのウエハー加熱面の温度の均一性を
高める技術が開示されている。即ち、ウエハー加熱面を
有する盤状のセラミックヒーターを製造した後、この加
熱面の温度分布をサーモグラフによって観測する。次い
で、求めた温度分布に基づき、画像処理を行い、反射板
の温度分布を制御する。そして、反射板をセラミックヒ
ーターの背面に対向する位置に設置する。セラミックヒ
ーターの背面からの発熱が、反射板によって反射され、
セラミックヒーターに戻る。このとき、加熱面の温度が
低い領域では、反射板の熱吸収率を低下させる。これに
よって、反射板からセラミックヒーターへと反射される
熱が増大するので、その領域の温度が増大するはずであ
る。反射板の反射率を制御するためには、反射板の表面
をサンドブラスト処理し、表面粗さを制御している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、本発明者が更
に検討を進めた結果、特開平６−５３１４５号公報記載
の技術では、以下の問題点が残されていることが判明し
てきた。即ち、半導体チャンバー内において、セラミッ
クヒーターの背面に別体の反射板を設置する必要があ
る。ここで、反射板の設置後において、反射板の反射面
の熱吸収率（あるいは熱反射率）の分布が、平面的に見
たときに、反射板を設置しないときのセラミックヒータ
ーの加熱面の温度分布に正確に対応していなければなら
ない。しかし、セラミックヒーターの加熱面と反射板の
反射面との平面的な位置合わせは非常に困難である。な
ぜなら、（１）セラミックヒーターの加熱面（円形）の
中心と反射板の反射面（円形）の中心とを位置合わせす
る必要があるからである。しかも、両者の中心を位置合
わせすると共に、（２）この中心の回りの回転角度を一
致させなければならない。

【０００５】更に、このような平面的な位置合わせを正
確に行ったとしても、加熱面の温度の均一性を、仕様の
範囲内に確保するには不十分である。なぜなら、セラミ
ックヒーターの背面と反射板の反射面との間隔も重要だ
からである。具体的には、反射板の各点の熱吸収率は、
反射板の反射面とヒーター背面との間隔が所定値αであ
るものとして計算、設計されている。ここで、ヒーター
の背面と反射板の反射面との間隔がαよりも小さいと、
反射面から背面へと伝わる熱量が増大し、加熱面の温度
が上昇する。従って、（３）ヒーター背面と反射面との
間隔がαとなるようにする必要があり、かつ、（４）ヒ
ーター背面の全面にわたって、背面と反射面とが平行と
なるようにする必要がある。このような幾何学的位置関
係を維持しながら反射板を半導体チャンバー内に設置す
ることは、困難な場合があった。また、リフレクターを
設置することにより、装置全体の構成が複雑になるばか
りか、リフレクターの劣化、熱応力による破損や反り、
プロセス流への影響が出る場合があった。

【０００６】本発明の課題は、セラミック基体、および
発熱体を備えているセラミックヒーターにおいて、セラ
ミック基体とは別体の部材を設置する必要なしに加熱面
の温度を制御できるようにすることである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、加熱面を備え
るセラミック基体、および発熱体を備えているセラミッ
クヒーターであって、基体の加熱面以外の表面に、第一
の領域、および第一の領域に比べて熱放射率が相対的に
小さい第二の領域が設けられていることを特徴とする。

【０００８】また、本発明は、前記セラミックヒータ
ー、発熱体に接続された端子部、セラミックヒーターの
背面に対して固定される中空の支持部材、および支持部
材の内側空間に設けられ、端子部に対して電気的に接続
されている電力供給手段を備えていることを特徴とす
る、半導体製造装置用加熱装置に係るものである。

【０００９】本発明における半導体製造装置とは、半導
体の金属汚染が懸念されるような、幅広い半導体製造プ
ロセスにおいて使用される装置のことを意味している。
これには、成膜装置の他、エッチング装置、クリーニン
グ装置、検査装置が含まれる。

【００１０】また、本発明は、加熱面を備えるセラミッ
ク基体、および発熱体を備えているセラミックヒーター
を製造する方法であって、基体の加熱面以外の表面に、
第一の領域、および第一の領域に比べて熱放射率が相対
的に小さい第二の領域を設けることを特徴とする。

【００１１】本発明者は、セラミック基体それ自体の加
熱面以外の表面を、熱放射率の異なる複数の領域に分割
することによって、基体の加熱面にいかなる影響がある
かを研究してみた。この結果、加熱面の温度の均一性に
対して予想外に大きな影響があることを見いだし、本発
明に到達した。

【００１２】例えば、セラミック基体の加熱面にコール
ドスポットが生成した場合には、基体背面のこれに対応
する投射領域の熱放射率を小さくする。これによって、
コールドスポットの温度が若干上昇し、消去された。あ
るいは、セラミック基体の加熱面にホットスポットが生
成した場合には、基体背面のこれに対応する投射領域の
熱放射率を大きくする。これによって、ホットスポット
の温度が若干低下し、消去された。このようなセラミッ
ク基体表面の一部領域の熱放射率の変更は、セラミック
面の僅かな表面加工によって達成できた。このように、
セラミック基体の表面加工で熱放射率を制御する程度
で、加熱面の温度分布を顕著に改善できることは知られ
ていなかった。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を適宜参照しつつ、本
発明を更に詳細に説明する。図１−図７の実施形態にお
いては、セラミック基体の表面の中心線平均表面粗さを
制御することによって、熱放射率を制御している。即
ち、セラミック面の中心線平均表面粗さＲａを大きくす
ると（粗くすると）、その面の熱放射率は若干増大し、
セラミック面の中心線平均表面粗さを小さくすると（平
滑化すると）、その面の熱放射率は若干低下する。

【００１４】本発明の方法においては、まずセラミック
ヒーターの加熱面の温度分布を観測する。例えば図１に
示すように、セラミックヒーター１は、板状のセラミッ
ク基体２と、基体２の内部に埋設されている発熱体３
Ａ、３Ｂとを備えている。２ａは加熱面であり、２ｂは
背面であり、２ｃは側面である。加熱面上に観測装置４
を設置し、矢印Ａのように加熱面の温度分布を測定す
る。この測定情報を矢印Ｂのように演算処理装置５に送
って画像処理し、この結果を、矢印Ｃのように表示装置
６へと伝送する。

【００１５】ここで、加熱面に、仕様の範囲を超えたコ
ールドスポットやホットスポットが生成していた場合に
は、次の工程に移る。例えば、図２（ａ）に示すよう
に、加熱面２ａにコールドスポット７が生成していたも
のとする。この時点では、図２（ｂ）に示すように、基
体２の側面２ｃおよび背面２ｂの全体が、ある程度の粗
面９であるものとする。

【００１６】次いで、少なくとも背面２ｂ内において、
コールドスポット７のパターンに対応する投射領域に、
中心線平均表面粗さが相対的に小さい第二の領域を形成
する。このためには、例えば、図３（ａ）、（ｂ）に示
すように、セラミックヒーター１Ａの背面２ｂと側面２
ｃとの全面をラッピングし、中心線平均表面粗さの小さ
い平滑化処理面１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃとする。なお、
８は、コールドスポット７を背面２ｂに投射した投射領
域である。

【００１７】次いで、図４（ａ）、（ｂ）に示すよう
に、側面２ｃをマスク１２Ｂによって被覆する。また、
コールドスポット７に対応する投射領域８をマスク１２
Ａによって被覆する。

【００１８】この状態で、基体２の背面２ｂを粗面化処
理し、次いでマスク１２Ａ、１２Ｂを除去することによ
って、図５（ａ）、図５（ｂ）、図６に示すセラミック
ヒーター１Ｂを得る。

【００１９】このヒーターにおいては、背面２ｂのうち
コールドスポットに対応する投射領域は、マスクによっ
て被覆されていたために、平滑化処理面１０Ｂが残留し
ている。基体２の側面２ｃは、マスクによって被覆され
ていたために、平滑化処理面１０Ａが残留している。こ
れらの平滑化処理面１０Ａおよび１０Ｂが第二の領域１
３を形成している。背面２ｂのうち、マスクによって被
覆されていない領域は粗面化処理面１４となり、相対的
に中心線平均表面粗さの大きい第一の領域１５を形成す
る。

【００２０】このように、コールドスポットの背面への
投射領域や側面に、相対的に中心線平均表面粗さの小さ
い平滑領域１３を形成することによって、コールドスポ
ットを消去することが可能であることが分かった。

【００２１】しかも、このようにセラミック基体の表面
それ自体の表面加工によって、加熱面の温度の均一性を
制御できる点が重要であり、例えば従来技術におけるよ
うな反射板などの外部部材の設置は必要ない。

【００２２】特に、本例においては、セラミック基体内
に２層の抵抗発熱体３Ａ、３Ｂを埋設し、各抵抗発熱体
の発熱量を２ゾーン制御している。むろん、３ゾーン以
上の多ゾーン制御することも可能である。ここで、本例
のような多ゾーン制御、特に複数層の抵抗発熱体を埋設
して行う多ゾーン制御によって、通常は、加熱面の温度
分布は、１０℃以下程度のオーダーで良く制御できるよ
うになっている。しかし、実際の製造品においては、様
々な要因から、本例のような多ゾーン制御を行っても、
局所的なコールドスポットやホットスポットが発生する
ことがある。

【００２３】この場合には、コールドスポットやホット
スポートが存在するゾーンにおいて、抵抗発熱体の発熱
量を調節することによって、コールドスポットやホット
スポットを消去することも考えられる。しかし、このよ
うな調節は実際には困難であった。なぜなら、抵抗発熱
体に対する電力供給量を増加、減少させると、その抵抗
発熱体の全体の発熱量が変化するだけであって、必ずし
もセラミックスヒーター設置後の加熱面の温度分布が小
さくなるわけではなく、かえって大きくなることもある
からである。また、多ゾーンヒーターは、加熱面の外周
部分の平均温度や内周部分の平均温度を変化させるのに
は有効である。しかし、セラミックヒーター製品には、
加熱面の一部のみにコールドスポットやホットスポット
が発生することが多く、このため有効に対応できない。

【００２４】本発明は、このように多ゾーン制御によっ
て、ある程度の均熱性が得られている場合に、局所的な
ホットスポットやコールドスポットに対して１０℃以下
程度のオーダーで対応可能とするものであり、これによ
って各製品ごとに個別に精密な温度分布制御が可能とな
る。

【００２５】本発明においては、加熱面の温度分布を均
一化することができる。ただし、本発明における制御
は、加熱面の温度分布の均一化のみには限られない。例
えば加熱面の所定領域に、周囲よりも温度の高い領域
や、周囲よりも温度の低い領域を生じさせる際にも有効
である。

【００２６】セラミック基体の表面からの熱放射率は、
以下のようにして測定する。セラミック基体を一定温度
に保持し、これをサーモビュアーで観察する。このと
き、サーモビュアーによる測定温度が、セラミック基体
の設定温度になるように熱放射率の設定を行うことによ
り、簡易的な測定が可能である。

【００２７】本発明において、セラミック基体に熱放射
率の相対的に異なる複数の領域を設ける手段は、中心線
平均表面粗さの制御には限定されず、次の方法を採用で
きる。

【００２８】（１）第一の領域に、機械加工によって、
深さ１μｍ以上の凹部を形成する。この凹部は、好まし
くは細長い凹部または溝であり、特に好ましくはＶ溝ま
たはＵ溝である。凹部の深さは、本発明の効果を促進す
るという観点からは１０μｍ以上が好ましい。また、加
工のしやすさからは１０００μｍ以下であることが好ま
しい。

【００２９】（２）第一の領域に、機械加工によって高
さ１μｍ以上の突起を形成する。好ましくは、この突起
は、いわゆるエンボスまたはディンプルである。突起の
高さは、本発明の効果を促進するという観点からは１０
μｍ以上が好ましい。また、加工のしやすさや、プロセ
ス中のガス流への影響を防止するという観点からは、１
０００μｍ以下であることが好ましい。

【００３０】（３）第一の領域を化学的表面処理する。
こうした処理としては、後述のエッチングや酸化処理が
ある。

【００３１】（４）第一の領域の明度を、第二の領域の
明度よりも小さくすることによって、第一の領域の熱放
射率を高くする。この場合には、両者の明度の差を０．
５以上とすることが好ましい。また第一の領域の明度は
Ｎ１〜Ｎ６であることが好ましく、第二の領域の明度は
Ｎ２〜Ｎ１０であることが好ましい。

【００３２】明度（lightness ）について説明する。物
体の表面色は、色知覚の３属性である色相、明度および
彩度によって表示されている。このうち明度とは、物体
表面の反射率が大きいか、小さいかを判定する視覚の属
性を示す尺度である。これらの３属性の尺度の表示方法
は、「ＪＩＳＺ８７２１」に規定されている。明度
Ｖは、無彩色を基準としており、理想的な黒の明度を０
とし、理想的な白の明度を１０とする。理想的な黒と理
想的な白との間で、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
する。実際のセラミック基体の明度を測定する際には、
Ｎ０〜Ｎ１０に対応する各標準色票と、セラミック基体
の表面色とを比較し、基体の明度を決定する。この際、
原則として小数点一位まで明度を決定し、かつ小数点一
位の値は０または５とする。

【００３３】好適な実施形態においては、基体の加熱面
の平均温度が６００℃のときの最高温度と最低温度との
差が２０℃以下であり、特に好ましくは１０℃以下であ
る。加熱面の平均温度が６００℃以上になると、粗面か
らの熱放射の効果が大きくなる。この結果、被加熱物の
面内温度分布がある程度良い状態において、更に温度の
均一性を改善する効果が、本発明によって達成しやすい
からである。

【００３４】本発明において、基体の加熱面以外の表面
は、少なくとも加熱面とは反対側の背面を含む。更に、
基体が側面を備えている場合には、側面も加熱面以外の
表面に該当する。

【００３５】好適な実施形態においては、基体の背面を
第一の領域および第二の領域に分割する。背面に熱放射
率の大きい第一の領域を設けた場合には、これを加熱面
に投射した投射領域の温度は若干低下する。また、背面
に熱放射率の小さい第二の領域を設けた場合には、これ
を加熱面に投射した投射領域の温度は若干上昇する。

【００３６】また、基体の側面を第一の領域または第二
の領域とすることができる。即ち、加熱面の外周縁部に
コールドスポットが生成した場合には、側面を、相対的
に熱放射率の小さい第二の領域とすることによって、コ
ールドスポットの温度が上昇し、消去される。また、加
熱面の外周縁部にホットスポットが生成した場合には、
側面を、相対的に熱放射率の大きい第一の領域とするこ
とによって、ホットスポットの温度が低下し、消去され
る。

【００３７】好適な実施形態においては、セラミックヒ
ーターの加熱面の温度分布を観測し、この温度分布に基
づいて第一の領域および第二の領域を形成する。

【００３８】好適な実施形態においては、加熱面におけ
るコールドスポットを背面側に投射した投射領域に、相
対的に熱放射率の小さい第二の領域を設ける。また、加
熱面におけるホットスポットを背面側に投射した投射領
域に、相対的に熱放射率の大きい第一の領域を設ける。

【００３９】また、セラミックヒーターの加熱面の外周
縁部にコールドスポットが生成していた場合には、基体
の側面に、相対的に熱放射率の小さい第二の領域を設け
る。セラミックヒーターの加熱面の外周縁部にホットス
ポットが生成していた場合には、基体の側面に、相対的
に熱放射率の大きい第一の領域を設ける。

【００４０】第一の領域の中心線平均表面粗さＲａと第
二の領域の中心線平均表面粗さＲａとの差は、本発明の
作用効果を奏する上で、０．０５μｍ以上が好ましく、
０．１μｍ以上が更に好ましい。

【００４１】第一の領域の中心線平均表面粗さＲａは、
本発明の作用効果を奏する上で、０．６μｍ以上が好ま
しく、０．８μｍ以上が更に好ましい。

【００４２】第二の領域の中心線平均表面粗さＲａは、
本発明の作用効果を奏する上で、０．６μｍ以下が好ま
しく、０．４μｍ以下が更に好ましい。

【００４３】中心線平均表面粗さは、表面粗さ計によっ
て測定する。

【００４４】第一の領域と第二の領域との間で中心線平
均表面粗さを変化させるためには、第一の領域を粗面化
処理することができ、第二の領域を平滑化処理すること
ができ、あるいは両方を実施することできる。

【００４５】第一の領域の粗面化処理は限定されない
が、ブラスト加工、エッチング加工が好ましい。以下は
好適条件である。（サンドブラスト）サンドブラストにおけるブラスト材
としては、炭化珪素、アルミナ等のセラミックが好まし
く、金属はメタルコンタミネーション源となるので好ま
しくない。ブラスト材の粒径は、♯１８０以上の細かい
ものが、セラミックスの表面へのダメージを低減でき、
ダメージ部のメタル成分残留量を低減できるため、好ま
しい。ブラストノズル材はセラミックスが好ましい。湿
式、乾式のいずれであってもよい。（エッチング）フッ酸、塩酸、硝酸、アンモニアを使用
したウエットエッチング、ＮＦ_３、Ｃｌ_２、ＣｌＦ_３等
のハロゲンガスを用いたドライエッチングが好ましい。

【００４６】第二の領域の平滑化処理も限定されない
が、機械的研磨加工が好ましい。これには、ラッピング
やポリッシングがある。以下は好適条件である。 ○ ♯８００以上のダイヤモンド砥石を用いた研磨加
工。 ○ アルミナやコロイダルシリカ等の遊離砥粒（粒径
０．１μｍ以下）を使ったバフ研磨 ○ ５μｍ以下のダイヤモンド砥粒を用いたラップ（回
転数１０ｒｐｍ以上、圧力１００ｇ／ｃｍ^２以上）

【００４７】加熱面の温度分布の観測装置は特に限定さ
れないが、赤外線サーモビュアーや熱電対付きウエハ
ー、ＲＴＤウエハー、熱電対が好ましい。また、観測し
た温度分布の画像処理結果に応じてマスクを作成する方
法は周知である。

【００４８】基体の材質は特に限定されない。好ましく
は、基体の材質は、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒
化ホウ素及びサイアロンなどの窒化物セラミックス、ア
ルミナー炭化ケイ素複合材料などの公知のセラミックス
材料であってよい。ハロゲン系ガスなどの腐食性ガスに
対して高い耐腐食性を付与するためには、窒化アルミニ
ウムやアルミナが特に好ましい。

【００４９】基体の形状は特に限定されないが、円板形
状が好ましい。半導体設置面の形状は、ポケット形状、
エンボス形状、溝形状が施される場合もある。

【００５０】ヒーターの基体の製法は限定されないが、
ホットプレス製法、ホットアイソスタティックプレス製
法が好ましい。

【００５１】加熱素子の形状は、コイル形状、リボン形
状、メッシュ形状、板状、膜状であってよい。加熱素子
の材質は、タンタル、タングステン、モリブデン、白
金、レニウム、ハフニウム及びこれらの合金である高融
点金属であることが好ましい。特に、セラミックス基体
を窒化アルミニウムから構成した場合においては、モリ
ブデン及びモリブデン合金であることが好ましい。ま
た、上記高融点金属以外に、カーボン、ＴｉＮ、ＴｉＣ
などの導電性材料を使用することもできる。

【００５２】図６は、本発明の一実施形態に係る加熱装
置２２を背面２ｂ側から見た斜視図であり、図７は、加
熱装置２２の断面図である。

【００５３】加熱装置２２は、円板状のヒーター１Ｂと
支持部材２１とを備えている。ヒーター１Ｂは図５のも
のである。基体２の加熱面２ａは、半導体Ｗを設置する
ための半導体設置面になっている。ヒーター１Ｂの背面
２ｂには、中空の支持部材２１の端面２１ｃが接合され
ている。この接合方法は特に限定されず、例えばろう材
によって接合でき、あるいは特開平８−７３２８０号公
報に記載のようにして固相接合できる。また、ヒーター
と支持部材とは、Ｏリングやメタルパッキングなどのシ
ール部材を用いてシール接合することができる。

【００５４】支持部材２１は筒状を呈している。支持部
材２１の内側空間１９は、チャンバー内の雰囲気２０と
は隔離されている。内側空間１９には電力供給手段１８
が収容されている。電力供給手段１８の末端は端子１７
に接続されている。２１ａは支持部材２１の外周面であ
り、２１ｂは内周面である。ヒーターの端子部１７や電
力供給手段１８が支持部材の内側空間１９に収容され、
半導体製造装置内部の雰囲気２０とは隔離されることか
ら、端子部１７や電力供給手段１８の腐食を防止、抑制
し、半導体の金属汚染を防止することができる。

【００５５】支持部材の材質は限定されないが、窒化ア
ルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素及びサイアロンな
どの窒化物セラミックス、アルミナー炭化ケイ素複合材
料などの公知のセラミックス材料であってよい。

【００５６】電力供給手段の形態は限定されず、ロッド
形状、ワイヤー形状、ロッドとワイヤーとの複合体を例
示できる。電力供給手段の材質も限定されないが、チャ
ンバー内雰囲気２０から隔離されており、腐食を受けに
くいことから、その材質を金属とすることが好ましく、
特にニッケルが好ましい。

【００５７】図８（ａ）、（ｂ）、図９は、それぞれ、
本発明の他の実施形態に係るセラミックスヒーター１
Ｃ、１Ｄ、１Ｅの要部を示す断面図である。

【００５８】図８（ａ）のヒーター１Ｃにおいては、第
二の領域１３は、前述した平滑化処理面である。第一の
領域１５には、Ｖ溝２４が互いに平行に一定間隔で多数
形成されている。これによって、第一の領域１５からの
熱放射率が、平滑化処理された第二の領域１３からの熱
放射率よりも大きくなっている。

【００５９】図８（ｂ）のヒーター１Ｄにおいては、第
二の領域１３は平滑化処理面である。第一の領域１５に
は、ディンプル状ないしエンボス状の突起２５が一定間
隔で多数形成されている。これによって、第一の領域１
５からの熱放射率が、平滑化処理された第二の領域１３
からの熱放射率よりも大きくなっている。

【００６０】図９のヒーター１Ｅにおいては、第二の領
域１３は平滑化処理面である。第一の領域１５において
は、基体の表面領域が研削加工によって除去されてお
り、これによって研削加工面２６が露出している。この
面２６の明度は、平滑化処理面１０Ａ、１０Ｂの明度よ
りも低くなっており、これによって領域１５からの熱放
射率が領域１３からの熱放射率よりも大きくなってい
る。このように、セラミック基体の表面をある程度加工
することによって、表面の明度が変化する場合には、基
体表面の加工のみによって明度をコントロールできる。

【００６１】

【実施例】図１〜図５を参照しつつ説明した方法に従っ
て、セラミックヒーターを製造した。基体２の材質は窒
化アルミニウム焼結体とし、基体２の直径φは２５０ｍ
ｍとし、厚さは１０ｍｍとした。基体２の内部には、モ
リブデン製のコイルスプリング形状の発熱体３Ａ、３Ｂ
を埋設した。端子はモリブデン製の円柱状端子とした。

【００６２】このセラミックヒーター１を昇温し、加熱
面２ａの平均温度が約７００℃となるようにした。そし
て、加熱面２ａの温度分布をサーモビュアーによって観
測した。この結果を図１０に示す。図１０から分かるよ
うに、図２（ａ）のような略円弧状のコールドスポット
７が生成していた。最高温度と最低温度との差を測定し
たところ、８．５℃であった。

【００６３】次いで、図３に示すように、基体２の側面
２ｃおよび背面２ｂを全面にわたってラップ加工した。
得られた平滑化処理面１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの中心線
平均表面粗さは０．５μｍである。

【００６４】次いで、図４に示すようなマスク１２Ａ、
１２Ｂを設置し、サンドブラスト加工を行った。そして
マスクを除去し、図５に示すようなセラミックヒーター
１Ｂを得た。第一の領域１３の中心線平均表面粗さは
０．５μｍであり、第二の領域１５の中心線平均表面粗
さは１．０μｍであった。

【００６５】このセラミックヒーター１Ｂを昇温し、加
熱面２ａの平均温度が約７００℃となるようにした。そ
して、加熱面２ａの温度分布をサーモビュアーによって
観測した。この結果を図１１に示す。図１０に示したよ
うなコールドスポットが消滅していることが分かる。最
高温度と最低温度との差を測定したところ、４．５℃で
あった。

【００６６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、セ
ラミック基体と発熱体とを備えているセラミックヒータ
ーにおいて、セラミック基体とは別体の部材を設置する
必要なしに加熱面の温度を制御できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】セラミックヒーター１の加熱面２ａの温度分布
の測定法を説明するための模式図である。

【図２】（ａ）は、セラミックヒーター１を加熱面２ａ
側から見た平面図であり、（ｂ）は、ヒーター１の側面
２ｃ近傍の断面図である。

【図３】（ａ）は、ラップ加工後のセラミックヒーター
１Ａを背面２ｂ側から見た底面図であり、（ｂ）は、ヒ
ーター１Ａの側面２ｃ近傍の断面図である。

【図４】（ａ）は、マスク設置後のセラミックヒーター
１Ａを背面２ｂ側から見た底面図であり、（ｂ）は、マ
スク設置後のヒーター１Ａの側面２ｃ近傍の断面図であ
る。

【図５】（ａ）は、粗面化処理後のセラミックヒーター
１Ｂを背面２ｂ側から見た底面図であり、（ｂ）は、ヒ
ーター１Ｂの側面２ｃ近傍の断面図である。

【図６】加熱装置２２を背面２ｂ側から見た斜視図であ
る。

【図７】加熱装置２２の断面図である。

【図８】（ａ）はセラミックヒーター１Ｃの要部を示す
断面図であり、第一の領域１５に溝２４が形成されてい
る。（ｂ）は、セラミックヒーター１Ｄの要部を示す断
面図であり、第一の領域１５に突起２５が規則的に形成
されている。

【図９】セラミックヒーター１Ｅの要部を示す断面図で
ある。

【図１０】処理前のセラミックヒーター１の加熱面の温
度分布の測定結果を示す図である。

【図１１】処理後のセラミックヒーター１Ｂの加熱面の
温度分布の測定結果を示す図である。

【符号の説明】

１処理前のセラミックヒーター１Ａ側面お
よび背面をラップ加工した後のセラミックヒーター
１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ本発明の処理後のセラミ
ックヒーター２セラミック基体２ａ
加熱面２ｂ背面２ｃ側面
３Ａ、３Ｂ発熱体４温度分布の観測装置５
演算処理装置６表示装置７コールドスポッ
ト１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ平滑化処理面１２
Ａ、１２Ｂマスク１３第一の領域
１４粗面化処理面１５第二の領域
１７端子部１８電力供給手段２１
支持部材２２加熱装置２４凹部
２５突起２６表面加工部分Ｗ半導
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 3/20 Ｈ０５Ｂ 3/20 3/74 3/74 Ｆターム(参考） 3K034 AA02 BA06 BB02 BB14 BC17 HA10 JA01 3K092 PP20 QB02 QB62 RF03 RF11 RF27 SS11 VV22 5F031 CA02 HA02 HA03 HA37 MA28 MA30 PA11 5F045 AA03 AA06 DP02 EK09 EM02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加熱面を備えるセラミック基体および発熱
体を備えているセラミックヒーターであって、前記基体の前記加熱面以外の表面に、第一の領域、およ
び前記第一の領域に比べて熱放射率が相対的に小さい第
二の領域が設けられていることを特徴とする、セラミッ
クヒーター。
【請求項２】前記第二の領域の中心線平均表面粗さが、
前記第一の領域の中心線平均表面粗さに比べて相対的に
小さいことを特徴とする、請求項１記載のセラミックヒ
ーター。
【請求項３】前記基体の背面に前記第一の領域および前
記第二の領域が設けられていることを特徴とする、請求
項１または２記載のセラミックヒーター。
【請求項４】前記基体の側面に、前記第一の領域と前記
第二の領域との少なくとも一方が設けられていることを
特徴とする、請求項１〜３のいずれか一つの請求項に記
載のセラミックヒーター。
【請求項５】前記第一の領域と前記第二の領域との少な
くとも一方が、化学的表面処理を受けていることを特徴
とする、請求項１〜４のいずれか一つの請求項に記載の
セラミックスヒーター。
【請求項６】前記化学的表面処理がエッチング加工であ
ることを特徴とする、請求項５記載のセラミックスヒー
ター。
【請求項７】前記第一の領域と前記第二の領域との少な
くとも一方が、物理的表面処理を受けていることを特徴
とする、請求項１〜６のいずれか一つの請求項に記載の
セラミックスヒーター。
【請求項８】前記物理的表面処理が、研磨加工、ラッピ
ング加工、ポリッシュ加工またはブラスト加工であるこ
とを特徴とする、請求項７記載のセラミックスヒータ
ー。
【請求項９】前記前記第一の領域の明度が、前記第二の
領域の明度よりも小さいことを特徴とする、請求項１〜
８のいずれか一つの請求項に記載のセラミックヒータ
ー。
【請求項１０】前記加熱面の平均温度が６００℃のとき
の最高温度と最低温度との差が２０℃以下であることを
特徴とする、請求項１〜９のいずれか一つの請求項に記
載のセラミックヒーター。
【請求項１１】請求項１〜１０のいずれか一つの請求項
に記載のセラミックヒーター、前記発熱体に接続された
端子部、前記セラミックヒーターの背面に対して固定さ
れる中空の支持部材、および前記支持部材の内側空間に
設けられ、前記端子部に対して電気的に接続されている
電力供給手段を備えていることを特徴とする、半導体製
造装置用加熱装置。
【請求項１２】加熱面を備えるセラミック基体および発
熱体を備えているセラミックヒーターを製造する方法で
あって、前記基体の前記加熱面以外の表面に、第一の領域、およ
び前記第一の領域に比べて熱放射率が相対的に小さい第
二の領域を設けることを特徴とする、セラミックヒータ
ーの製造方法。
【請求項１３】前記セラミックヒーターの前記加熱面の
温度分布を観測し、この温度分布に基づいて前記第一の
領域および前記第二の領域を形成することを特徴とす
る、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】前記加熱面におけるコールドスポットを
前記基体の背面側に投射した投射領域に、前記第二の領
域を設けることを特徴とする、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】前記加熱面におけるホットスポットを前
記基体の背面側に投射した投射領域に、前記第一の領域
を設けることを特徴とする、請求項１３記載の方法。
【請求項１６】前記第二の領域の中心線平均表面粗さ
を、前記第一の領域の中心線平均表面粗さに比べて相対
的に小さくすることを特徴とする、請求項１２〜１５の
いずれか一つの請求項に記載の方法。