JP2005026120A - セラミックヒータ - Google Patents

Abstract

【課題】セラミックヒータを長期間繰り返し使用することで加熱、冷却が繰り返された場合であっても、抵抗発熱体と外部端子との電気的導通を確実に確保することができ、抵抗発熱体に電力を安定して供給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】セラミック基板の内部に、抵抗発熱体、および、該抵抗発熱体の端部の直下にその一部が外部に露出したねじ孔を有するスルーホールが形成され、ねじ部と本体部とからなる外部端子の前記ねじ部が前記ねじ孔に螺合され、前記抵抗発熱体と前記外部端子との電気的導通が図られたセラミックヒータであって、前記ねじ部のねじ山部の直径は、前記本体部の直径よりも小さく、かつ、前記ねじ部の前記本体部近傍は、前記ねじ部のねじ溝部の直径より小さい直径となるように、くびれ構造が形成されてなることを特徴とするセラミックヒータ。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、その内部に抵抗発熱体が設けられたセラミック製のセラミック基板を有するセラミックヒータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、従来から用いられた金属ヒータに代わって、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窒化アルミニウムを使用し、この窒化アルミニウム基板中に抵抗発熱体とタングステンからなるスルーホールとが形成され、これらに外部端子として二クロム線がろう付けされたセラミックヒータが提案されている。
【０００３】
このようなセラミックヒータでは、高温においても機械的な強度の大きいセラミック基板を用いているため、セラミック基板の厚さを薄くして熱容量を小さくすることができ、その結果、電圧や電流量の変化に対してセラミック基板の温度を迅速に追従させることができる。
【０００４】
ところで、半導体製造・検査工程においてセラミックヒータを使用する際には、エッチングガス、クリーニング用ガスとして、塩素系ガスやフッ素系ガス等の腐食性ガスが使用されているため、上記スルーホールにろう付けされたニクロム線が腐食されやすく、脱落しやすいという問題があった。
【０００５】
そこで、特許文献２には、セラミック基板の内部に埋設された抵抗発熱体と電気的に接続された端子の先端部に雌ねじを切り、電極部材に雄ねじを切りこれらをねじ止め結合させることにより、上記抵抗発熱体と電極部材とを電気的に導通させたセラミックヒータが開示されている。
【０００６】
図１２は、このようなセラミックヒータの一部を模式的に示す部分拡大断面図である。
図１２に示すように、従来のセラミックヒータは、セラミック基板９１の内部にコイル状の抵抗発熱体９２、および、抵抗発熱体９２の端部と接続され、その一部がセラミック基板９１の底面９１ｂに露出したねじ孔（雌ねじ）９３ａを有するスルーホール（端子）９３が形成されており、外部端子（電極部材）８０は、円柱状の本体部８２の上面にねじ部（雄ねじ）８１が設けられており、このねじ部８１がねじ孔９３ａに螺合されるようになっている。
このようなセラミックヒータは、スルーホール９３と外部端子８０とがねじにより結合されているため、特許文献１に開示のセラミックヒータに比べて、腐食性ガスにより腐食されにくいものであった。
【０００７】
【特許文献１】
特開平４−３２４２７６号公報
【特許文献２】
特許第０２５１８９６２号明細書
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このようなスルーホールと外部端子とがねじにより結合されたセラミックヒータにおける外部端子は、図１３（ａ）に示すように、本体部８２の上面に設けられたねじ部８１の本体部８２近傍には、ねじ溝部８１ａおよびねじ山部８１ｂが形成されていない根元部８３が僅かに残っており、この根元部８３の直径は、ねじ溝部８１ａの直径と同じか、それよりも大きなものであった。
そのため、外部端子８０のねじ部８１をセラミックヒータのスルーホール９３に形成されたねじ孔９３ａに螺合させると、図１３（ｂ）に示すように、ねじ孔９３ａのセラミック基板９１の底面９１ｂ側端部が、ねじ部８１の根元部８３に衝突してしまい、ねじ部８１を完全にねじ孔９３ａに螺合させることができなかった。そのため、従来のセラミックヒータでは、外部端子８０の本体部８２とセラミック基板９１の底面９１ｂ（スルーホール９３の露出部分）との間に僅かに空間が形成されるのを防止することが難しかった。
【０００９】
即ち、従来のセラミックヒータでは、スルーホールと外部端子とは、外部端子のねじ部のねじ溝部およびねじ山部が形成された部分のみで接続されていた。
しかしながら、スルーホールと外部端子とがこのような状態で接続されていると、セラミックヒータを長期間繰り返し使用することで加熱、冷却が繰り返されると、スルーホールや外部端子の熱膨張、収縮によりスルーホールのねじ孔と外部端子のねじ部との間に隙間が生じて抵抗発熱体への供給電力量が変化したり、スルーホールと外部端子との電気的導通が途絶えたりすることがあり、抵抗発熱体に安定して電力を供給することができなくなるという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、セラミックヒータを長期間繰り返し使用することで加熱、冷却が繰り返された場合であっても、抵抗発熱体と外部端子との電気的導通を確実に確保することができ、抵抗発熱体に電力を安定して供給することができるセラミックヒータを提供することを目的とする。
【００１１】
【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、セラミック基板の内部に、抵抗発熱体、および、該抵抗発熱体の端部の直下にその一部が外部に露出したねじ孔を有するスルーホールが形成され、ねじ部と本体部とからなる外部端子の上記ねじ部が上記ねじ孔に螺合され、上記抵抗発熱体と上記外部端子との電気的導通が図られたセラミックヒータであって、上記ねじ部のねじ山部の直径は、上記本体部の直径よりも小さく、かつ、上記ねじ部の上記本体部近傍は、上記ねじ部のねじ溝部の直径より小さい直径となるように、くびれ構造が形成されてなることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明のセラミックヒータにおける外部端子は、本体部とねじ部とからなり、上記ねじ部のねじ山部の直径が上記本体部の直径よりも小さく、かつ、上記ねじ部の本体部近傍には、ねじ部のねじ溝部の直径より小さい直径となるように、くびれ構造が形成されてなる。
そのため、上記外部端子のねじ部をスルーホールに形成されたねじ孔に螺合させると、上記ねじ孔のセラミック基板の底面側端部と外部端子のねじ部の根元部分のくびれ部とが衝突することがなく、上記外部端子の本体部の上面とスルーホールのセラミック基板の底面から外部に露出した部分とが接触するまで、外部端子のねじ部をスルーホールのねじ孔に螺合させることができる。
【００１３】
即ち、本発明のセラミックヒータでは、スルーホールと外部端子とは、外部端子のねじ部のねじ溝部およびねじ山部が形成された部分で接続されるとともに、外部端子の本体部の上面とスルーホールのセラミック基板の底面から外部に露出した部分とでも接続されており、スルーホールと外部端子との接続面積が大きなものとなる。
従って、本発明のセラミックヒータを長期間繰り返し使用することで加熱、冷却が繰り返された場合であっても、スルーホールと外部端子との導通を確実に確保することができ、抵抗発熱体に安定して電力を供給することができる。
【００１４】
また、本発明のセラミックヒータでは、外部端子のねじ部をスルーホールのねじ孔に螺合させることで、上記外部端子とスルーホールとを接続させているため、セラミック基板から外部端子を容易に取り外すことができ、例えば、長期間の使用により外部端子の交換が必要となった場合、該当する外部端子のみを交換して、新たなセラミックヒータとして使用することが可能である。
【００１５】
本発明のセラミックヒータでは、上記スルーホールは、パッド部を介して抵抗発熱体と電気的導通が図られていることが望ましい。
セラミック基板の内部に形成された抵抗発熱体は、高抵抗値および発熱効率の向上を図るとともに、セラミックヒータの加熱面における温度分布が発生することを防止するために、通常、その厚さが数μｍ〜数十μｍ程度と比較的薄い。このような抵抗発熱体に、スルーホールを直接接続すると、抵抗発熱体の端部とスルーホールとの接続面積が小さくなり、セラミックヒータの使用中に生じる僅かな熱衝撃や、抵抗発熱体の熱膨張率とスルーホールの熱膨張率との相違に起因する歪等により抵抗発熱体とスルーホールとの導通が途絶えたり、抵抗発熱体に断線が生じたりするおそれがある。しかしながら、上記スルーホールがパッド部を介して抵抗発熱体と電気的導通が図られていると、上記パッド部は、抵抗発熱体の端部の面積を広くするとともに、抵抗発熱体の熱膨張率とスルーホールの熱膨張率との相違を緩和する緩衝材としても機能するため、セラミックヒータの使用中に生じる僅かな熱衝撃や、抵抗発熱体の熱膨張率とスルーホールの熱膨張率との相違に起因する歪等により抵抗発熱体とスルーホールとの導通が途絶えたり、抵抗発熱体に断線が生じたりすることを確実に防止することができる。
【００１６】
なお、本発明でいうスルーホールとは、セラミック基板の内部に形成された抵抗発熱体や電極と、外部端子とを接続するために貫通孔等に嵌合または挿入された導電体をいう。この導電体は、セラミック基板を製造する際、導電性粒子を用いて内部に埋設し、セラミック基板と同時に形成してもよい。上記導電体は、内部が完全に充填されている必要はなく、空洞部分が存在してもよい。
【００１７】
また、本発明のセラミックヒータおいて、セラミック基板の底面には、セラミックからなる筒状保護セラミック体が形成され、上記筒状保護セラミック体の内部に上記外部端子が収納されていることが望ましい。
本発明のセラミックヒータがこのような構造であると、本発明のセラミックヒータの周囲が反応性ガスやハロゲンガス等を含む雰囲気となっている状態であっても、上記筒状保護セラミック体の内部に上記反応性ガスやハロゲンガス等が侵入することはなく、外部端子や該外部端子に接続される配線等が腐食することをより確実に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のセラミック基板には、静電電極が形成されており、本発明のセラミックヒータは、加熱手段を備えた静電チャックとして機能することが望ましい。
静電チャックは、腐食性の雰囲気で使用されることが多く、上記静電チャックが、上述したような構造であれば、半導体製造・検査工程において、好適に使用することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施の形態に則して説明する。なお、本発明は、この記載に限定されることはない。
【００２０】
本発明のセラミックヒータは、セラミック基板の内部に、抵抗発熱体、および、該抵抗発熱体の端部の直下にその一部が外部に露出したねじ孔を有するスルーホールが形成され、ねじ部と本体部とからなる外部端子の上記ねじ部が上記ねじ孔に螺合され、上記抵抗発熱体と上記外部端子との電気的導通が図られたセラミックヒータであって、上記ねじ部のねじ山部の直径は、上記本体部の直径よりも小さく、かつ、上記ねじ部の上記本体部近傍は、上記ねじ部のねじ溝部の直径より小さい直径となるように、くびれ構造が形成されてなることを特徴とする。
【００２１】
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断面図であり、図２（ａ）は、外部端子をセラミック基板に取り付ける前の本発明のセラミックヒータの一部を模式的に示す部分拡大断面図であり、（ｂ）は、本発明に係る外部端子の一例を模式的に示す部分拡大正面図であり、図３は、本発明のセラミックヒータの一部を拡大した部分拡大正面図である。
【００２２】
図１に示すように、本発明のセラミックヒータ１０は、セラミック基板１１の内部に抵抗発熱体１２、および、抵抗発熱体１２の端部の直下に形成され、その一部がセラミック基板１１の底面１１ｂに露出したスルーホール１３が形成されており、セラミック基板１１の底面には、セラミック基板１１の温度を測定するためのリード線２９０が接続された測温素子２８０が埋設された有底孔１４が形成されている。
【００２３】
また、図２（ａ）に示すように、セラミック基板１１の内部に形成されたスルーホール１３は、パッド部１６を介して抵抗発熱体１２の端部との電気的導通が図られており、その内部にセラミック基板１１の底面１１ｂ側に開口した雌ねじ状のねじ孔１３ａが形成され、その外周に雄ねじ状のねじ部１３ｂが形成されており、スルーホール１３の底面とセラミック基板１１の底面１１ｂとが同一平面を形成している。
本発明のセラミックヒータ１０では、上記構造のスルーホール１３のねじ孔１３ａに、ねじ部２１と本体部２２とからなる外部端子２０のねじ部２１が螺合されており、外部端子２０がソケット２５を介して導電線２３０に接続され、この導電線２３０が図示しない外部電源に接続されて抵抗発熱体１２に電力が供給されるようになっている。
【００２４】
外部端子２０は、円柱状の本体部２２とその上面に設けられたねじ部２１とから構成されており、さらに、図２（ｂ）に示すように、ねじ部２１には、本体部２２の反対側端部から本体部２２に向かって連続するねじ溝部２１ａおよびねじ山部２１ｂが形成されるとともに、本体部２２の近傍にくびれ部２３が形成されている。
また、ねじ部２１のねじ山部２１ｂの直径は、本体部２２の直径よりも小さく、かつ、くびれ部２３の直径は、ねじ溝部２１ａの直径より小さくなっている。
従って、図３に示すように、本発明のセラミックヒータ１０では、外部端子２０のねじ部２１をスルーホール１３のねじ孔１３ａに螺合させた場合、ねじ孔１３ａのセラミック基板１１の底面１１ｂ側端部が外部端子２０のくびれ部２３に衝突することがなく、外部端子２０の本体部２２の上面がスルーホール１３のセラミック基板１１の底面１１ｂ側に露出した部分と接触するまで、外部端子２０をスルーホール１３に螺合させることができ、スルーホール１３と外部端子２０との接続面積を大きなものとすることができる。
【００２５】
本発明のセラミックヒータにおいて、外部端子のねじ部のねじ山部の直径は、本体部の直径よりも小さくなるように形成されている。上記ねじ山部の直径が本体部の直径と同じかそれよりも大きい場合、外部端子のねじ部をスルーホールのねじ孔に螺合させた際、上記本体部の上面とスルーホールのセラミック基板の底面に露出した部分とが接触しにくくなってしまう。その結果、上記スルーホールと上記外部端子との接続面積を大きなものとすることができず、本発明のセラミックヒータを長期間繰り返し使用することで加熱、冷却が繰り返されると、上記スルーホールのねじ孔と上記外部端子のねじ部との間に隙間が生じやすくなり、これに起因して、抵抗発熱体への供給電力量が変化したり、スルーホールと外部端子との電気的導通が途絶えたりしてしまい、抵抗発熱体に安定して電力を供給することができなくなる。
【００２６】
上記ねじ部のねじ山部の直径は、上記本体部の直径の３０〜９０％程度であることが望ましい。上記ねじ山部の直径が上記本体部の直径の３０％未満であると、上記本体部の上面とスルーホールのセラミック基板の底面に露出した部分とが接触する面積を充分に確保することができるものの、上記ねじ山部の直径が非常に小さなものとなるか、または、上記本体部の直径が非常に大きなものとなる。上記ねじ山部の直径が非常に小さなものである場合、外部端子の着脱の際に生じる機械的衝撃や本発明のセラミックヒータの使用時に生じる熱衝撃等により、ねじ部と本体部との間にクラックが生じることがある。また、上記本体部の直径が非常に大きなものである場合、外部端子同士が接触して短絡が発生することを防止するために、セラミック基板に取り付ける外部端子の間隔を大きくする必要があるため、上記セラミック基板の内部に形成され、抵抗発熱体の端部の直下に形成されたスルーホールの間隔も大きくする必要あり、抵抗発熱体パターンの設計の自由度が低くなるとともに、装置の大型化を招くことともなる。
一方、上記ねじ山部の直径が上記本体部の直径の９０％を超えると、上記本体部の上面におけるスルーホールのセラミック基板の底面に露出した部分と接触する面積が小さくなり、上述したスルーホールと外部端子との接続面積を大きなものとすることにより得られる本発明の効果を充分に享受ことができないことがある。
【００２７】
また、本発明のセラミックヒータにおいて、外部端子のねじ部の本体部の近傍に形成されたくびれ部の直径は、ねじ溝部の直径より小さくなるように形成されている。上記くびれ部の直径がねじ溝部の直径よりも大きい場合、上記外部端子のねじ部をスルーホールのねじ孔に螺合させた際、上記ねじ孔のセラミック基板の底面側端部が上記したくびれ部となる部分と衝突してしまい、上記外部端子の本体部の上面とスルーホールのセラミック基板の底面に露出した部分とが接触するまで、上記外部端子をスルーホールのねじ孔に螺合させることができず、上記外部端子の本体部とセラミック基板の底面との間に隙間が生じる。その結果、上記スルーホールと上記外部端子との接続面積を大きなものとすることができず、本発明のセラミックヒータを長期間繰り返し使用することで加熱、冷却が繰り返されると、上記スルーホールのねじ孔と上記外部端子のねじ部との間に隙間が生じてしまい、抵抗発熱体への供給電力量が変化したり、スルーホールと外部端子との電気的導通が途絶えたりしてしまい、抵抗発熱体に安定して電力を供給することができなくなる。
【００２８】
図２（ｂ）に示したくびれ部２３は、その底面がなだらかに湾曲した曲面となっているが、本発明のセラミックヒータにおいて、外部端子のねじ部に形成されたくびれ部の底面の形状は、その直径がねじ溝部の直径よりも小さいものであれば上述した形状に限定されず、例えば、Ｖ字形状や、平面等任意の形状が挙げられる。
【００２９】
上記くびれ部の直径は、上記ねじ溝部の直径より小さいものであれば特に限定されず、上記ねじ溝部の直径および外部端子のねじ部の機械的強度等を考慮して適宜決定される。
【００３０】
上記本体部およびねじ部からなる外部端子を構成する材料としては、導電性を有する材料であれば特に限定されず、例えば、金、銀、白金、パラジウム等の貴金属、タングステン、モリブデン、ニッケル等の金属材料や、これらの合金等が挙げられる。
【００３１】
本発明のセラミックヒータにおいて、上述した構造の外部端子は、ソケットを介して導電線と接続されており、この導電線が外部電源と接続されることで、上記外部端子からセラミック基板中の抵抗発熱体に電力を供給することができるようになっている。
上記導電線は、他の導電線との間の短絡等を防止するために、耐熱性の絶縁部材で被覆されていることが望ましい。
このような絶縁性部材としては、窒化アルミニウムや、その他、アルミナ、シリカ、ムライト、コージェライト等の酸化物セラミック、窒化ケイ素、および、炭化ケイ素等が挙げられる。
【００３２】
スルーホール１３の内部に形成されたねじ孔１３ａは、外部端子２０のねじ部２１をちょうど螺合させることができる大きさに適宜調整される。
また、スルーホール１３の外周は、図２（ａ）に示したように、雄ねじ状にねじ部が形成されていることが望ましい。スルーホール１３の取り替えが容易となるとともに、セラミック基板１１からスルーホール１３が脱落しにくくなるからである。
【００３３】
スルーホール１３を構成する材料としては特に限定されず、例えば、金、銀、白金、パラジウム等の貴金属、鉛、タングステン、モリブデン、ニッケル等の金属またはこれらの合金、タングステン、モリブデンの炭化物等の導電性セラミック等が挙げられる。
【００３４】
スルーホール１３と抵抗発熱体１２の端部との間に形成されたパッド部１６は、導電性を有する材料であれば特に限定されず、例えば、抵抗発熱体１２と同様の材料やスルーホール１３と同様の材料等が挙げられ、さらに、これらの材料の混合物（合金）等であってもよい。
【００３５】
図４は、本発明のセラミックヒータ１０の水平断面図である。
図４に示したように、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の内部に形成された抵抗発熱体１２は、略扇型の抵抗発熱体１２ａ〜１２ｅに分割されており、これらの略扇型の抵抗発熱体１２ａ〜１２ｅは、セラミック基板１１の円周方向に等間隔で配置されている。
【００３６】
また、各抵抗発熱体１２ａ〜１２ｅは、それぞれセラミック基板１１の中心付近から外周に向かって形成された大きさの異なる複数の屈曲線の繰り返しパターンにより略扇型となっており、各略扇型の抵抗発熱体１２ａ〜１２ｅ内で隣り合う屈曲線の繰り返しパターンは、それぞれ接続されて一の回路を形成し、抵抗発熱体１２ａ〜１２ｅの端部は、セラミック基板１１の中心付近に形成されている。
【００３７】
また、図５は、本発明のセラミックヒータの別の一例を模式的に示す平面図である。
図５に示すセラミックヒータ３０では、セラミック基板３１の内部に複数の回路からなる抵抗発熱体３２が埋設されており、抵抗発熱体３２は、セラミック基板３１の最外周に、円周方向に分割された屈曲線の繰り返しパターンからなる抵抗発熱体３２ａ〜３２ｈが形成され、その内周に、同様の屈曲線の繰り返しパターンからなる抵抗発熱体３２ｉ〜３２ｌが形成されており、さらに、その内周に、同心円形状からなる抵抗発熱体３２ｍ〜３２ｐが形成されている。
また、各抵抗発熱体３２ａ〜３２ｐの端部は、セラミック基板３１の全体に広がって形成されている。
【００３８】
本発明のセラミックヒータにおいて、抵抗発熱体のパターンは、図４に示した抵抗発熱体１２（１２ａ〜１２ｅ）であってもよく、図５に示した抵抗発熱体３２（３２ａ〜３２ｐ）であってもよい。
本発明のセラミックヒータにおける抵抗発熱体が、図４に示した抵抗発熱体１２のようなパターンである場合、抵抗発熱体の端部がセラミック基板の中心付近に形成されているため、抵抗発熱体の端部の直下に形成されたスルーホールおよび該スルーホールに螺合された外部端子もセラミック基板の中心付近に形成されている。
一方、本発明のセラミックヒータにおける抵抗発熱体が、図５に示した抵抗発熱体３２のようなパターンである場合、抵抗発熱体の端部がセラミック基板の全体に広がって形成されているため、抵抗発熱体の端部の直下に形成されたスルーホールおよび該スルーホールに螺合された外部端子もセラミック基板の全体に広がって形成されている。
【００３９】
また、本発明のセラミックヒータの抵抗発熱体が図４に示したような抵抗発熱体１２であると、その端部に接続された外部端子がセラミック基板の中心付近に集まっているため、本発明のセラミックヒータの底面に後述する筒状保護セラミック体を設けた場合、外部端子を容易に上記筒状保護セラミック体の内部に収納することができる。
一方、本発明のセラミックヒータの加熱面を均一に加熱するためには、抵抗発熱体は、複数の回路に分割されていることが望ましい。本発明のセラミックヒータの抵抗発熱体が図５に示したような抵抗発熱体３２であると、抵抗発熱体が非常に多くの回路に分割されているため、本発明のセラミックヒータの加熱面を均一に加熱することが容易となる。
【００４０】
本発明のセラミックヒータにおいて、抵抗発熱体の厚さは、１〜５０μｍが望ましく、その幅は、５〜２０μｍが望ましい。上記抵抗発熱体は、その厚さや幅を変化させることにより、その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。上記抵抗発熱体の抵抗値は、その厚さが薄く、また、その幅が狭くなるほど大きくなる。
【００４１】
上記抵抗発熱体は、断面が方形、楕円形、紡錘形、蒲鉾形状のいずれでもよいが、偏平なもの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、上記加熱面への熱伝搬量を多くすることができ、加熱面の温度分布ができにくいからである。なお、上記抵抗発熱体は螺旋形状でもよい。
【００４２】
上記抵抗発熱体を、セラミック基板の内部に形成する際、その形成位置は特に限定されないが、セラミック基板の底面からその厚さの６０％までの位置に少なくとも１層形成されていることが好ましい。加熱面まで熱が伝搬する間に拡散し、加熱面での温度が均一になりやすいからである。
【００４３】
上記セラミック基板の内部に抵抗発熱体を形成する際には、金属や導電性セラミックからなる導体ペーストを用いることが好ましい。
即ち、セラミック基板の内部に抵抗発熱体を形成する際には、グリーンシート上に導体ペースト層を形成した後、グリーンシートを積層、焼成することにより、内部に抵抗発熱体を作製する。
【００４４】
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。
【００４５】
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、ニッケル等が好ましい。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。
【００４６】
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。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。０．１μｍ未満と微細すぎると、酸化されやすく、一方、１００μｍ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。
【００４７】
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、抵抗発熱体とセラミック基板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。
【００４８】
導体ペーストに使用される樹脂としては特に限定されず、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。また、上記溶剤としては特に限定されず、例えば、イソプロピルアルコール等が挙げられる。上記増粘剤としては特に限定されず、例えば、セルロース等が挙げられる。
【００４９】
また、本発明のセラミックヒータにおいて、抵抗発熱体のパターンとしては、図４に示した略扇型のパターンからなる回路がセラミック基板の円周方向に等間隔に配置されたものや、図５に示した同心円形状と屈曲線状とを組み合わせたもののほか、渦巻き形状、偏心円形状、これらを組み合わせたもの等が挙げられる。
【００５０】
本発明のセラミックヒータにおいて、セラミック基板の形状は、図４や図５に示したような円板形状が好ましく、その直径は、２００ｍｍ以上が好ましく、２５０ｍｍ以上が最適である。
上記セラミックヒータを半導体製造・検査装置用セラミックヒータとして用いた場合、このような大きな直径を持つセラミック基板は、大口径の半導体ウエハを載置することができるからである。
【００５１】
上記セラミック基板の厚さの望ましい上限は２５ｍｍであり、望ましい下限は０．５ｍｍである。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ことがあり、一方、その厚さが０．５ｍｍ未満であると、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。より望ましい上限は５ｍｍであり、より望ましい下限は１．５ｍｍを超えるものである。上記セラミック基板の厚さが５ｍｍを超えると、該セラミック基板中を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、厚さが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。
【００５２】
また、上記セラミック基板の気孔率は、０または５％以下が好ましい。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。
上記気孔率はアルキメデス法により測定することができる。
【００５３】
上記セラミック基板を構成するセラミック材料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、酸化物セラミック等が挙げられる。
【００５４】
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、上記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、炭化ホウ素、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。また、上記酸化物セラミックとしては、例えば、アルミナ、シリカ、コージェライト、ムライト、ジルコニア、ベリリア等が挙げられる。
これらのセラミック材料は、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００５５】
これらのなかで、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、機械的な強度が金属に比べて格段に高いため、セラミック基板の厚さを薄くしても、加熱により反ったり歪んだりしない。そのため、セラミック基板を薄くて軽いものとすることができる。さらに、セラミック基板の熱伝導率が高く、セラミック基板自体薄いため、セラミック基板の表面温度が抵抗発熱体の温度変化に迅速に追従し、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。
これらのなかでは、窒化アルミニウムまたは炭化珪素であることが望ましい。耐熱性や機械的特性に優れるとともに、熱伝導率も高いからである。
さらに、窒化アルミニウムであることが最も望ましい。熱膨張率が１８０Ｗ／ｍ・Ｋと最も高く、セラミック基板の温度追従性が最も優れたものとなるからである。
【００５６】
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、Ｙ_２ Ｏ_３ 、Ｎａ_２ Ｏ、Ｌｉ_２ Ｏ、Ｒｂ_２ Ｏが望ましい。これらの含有量としては、０．１〜２０重量％が望ましい。また、アルミナを含有していてもよい。また、炭化ケイ素である場合は、焼結助剤としては、Ｂ_４Ｃ、Ｃ、ＡｌＮが望ましい。
【００５７】
上記セラミック基板は、明度がＪＩＳ Ｚ ８７２１の規定に基づく値でＮ６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から構成されるセラミックヒータは、サーモビュアにより、正確な表面温度測定が可能となる。
【００５８】
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〜Ｎ１０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。
【００５９】
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１００〜５０００ｐｐｍ含有させることにより得られる。上記カーボンには、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、製造するセラミック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。
【００６０】
上記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、望ましくは、糖類を空気中で焼成することにより得ることができ、上記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。
【００６１】
また、本発明のセラミックヒータのセラミック基板の底面には、図１に示すように、セラミック基板の底面から、被加熱物を載置する加熱面に向けて有底孔を設けるとともに、該有底孔の底を抵抗発熱体よりも相対的に加熱面に近く形成し、この有底孔に熱電対等の測温素子を設けることが望ましい。
上記測温素子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。
【００６２】
また、本発明のセラミックヒータにおいて、上記有底孔の底とセラミック基板の加熱面との距離は、０．１ｍｍ〜セラミック基板の厚さの１／２であることが望ましい。
これにより、測温場所が抵抗発熱体よりも加熱面に近くなり、より正確な半導体ウエハ等の被加熱物の温度測定が可能となるからである。
【００６３】
上記有底孔の底とセラミック基板の加熱面との距離が０．１ｍｍ未満では、放熱してしまい、加熱面に温度分布が形成されることがあり、厚さの１／２を超えると、抵抗発熱体の温度の影響を受けやすくなり、温度制御できなくなり、やはり加熱面に温度分布が形成されてしまうことがあるからである。
【００６４】
上記有底孔の直径は、０．３〜５ｍｍであることが望ましい。これは、大きすぎると放熱性が大きくなり、また小さすぎると加工性が低下して加熱面との距離を均等にすることができなくなるからである。
【００６５】
このような有底孔は、セラミック基板の中心に対して対称で、かつ、十字を形成するように複数配列することが望ましい。これは、加熱面全体の温度を測定することができるからである。
【００６６】
上記測温素子としては、例えば、熱電対、白金測温抵抗体、サーミスタ等が挙げられる。
また、上記熱電対としては、例えば、ＪＩＳ−Ｃ−１６０２（１９８０）に挙げられるように、Ｋ型、Ｒ型、Ｂ型、Ｓ型、Ｅ型、Ｊ型、Ｔ型熱電対等が挙げられるが、これらのなかでは、Ｋ型熱電対が好ましい。
【００６７】
上記熱電対の接合部の大きさは、素線の径と同じか、または、それよりも大きく、０．５ｍｍ以下であることが望ましい。これは、接合部が大きい場合は、熱容量が大きくなって応答性が低下してしまうからである。なお、素線の径より小さくすることは困難である。
【００６８】
上記測温素子は、金ろう、銀ろうなどを使用して、有底孔の底に接着してもよく、有底孔に挿入した後、耐熱性樹脂、セラミック（シリカゲル等）等で封止してもよく、両者を併用してもよい。
上記耐熱性樹脂としては、例えば、熱硬化性樹脂、特にはエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミド−トリアジン樹脂などが挙げられる。これらの樹脂は、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００６９】
上記金ろうとしては、３７〜８０．５重量％：Ａｕ−６３〜１９．５重量％：Ｃｕ合金、８１．５〜８２．５重量％：Ａｕ−１８．５〜１７．５重量％：Ｎｉ合金から選ばれる少なくとも１種が望ましい。これらは、溶融温度が、９００℃以上であり、高温領域でも溶融しにくいためである。
銀ろうとしては、例えば、Ａｇ−Ｃｕ系のものを使用することができる。
【００７０】
さらに、本発明に係るセラミックヒータの測温手段として、サーモビュア等の光学的な手段を用いた測温手段を用いることも可能である。
上記サーモビュアを用いた場合には、セラミック基板の加熱面の温度を測定することができるほか、シリコンウエハ等の被加熱物表面の温度を直接測定することができるため、被加熱物の温度制御の精度が向上する。
【００７１】
また、本発明のセラミックヒータにおいて、セラミック基板の中央に近い部分には、図１や図４に示すように、リフターピン（図示せず）を挿通するための貫通孔１５が設けられていることが望ましい。
【００７２】
上記リフターピンは、その上に半導体ウエハ等の被加熱物を載置して上下させることができるようになっており、これにより、上記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とともに、半導体ウエハをセラミック基板の加熱面に載置して加熱したり、半導体ウエハを加熱面から１０〜２０００μｍ程度離間させた状態で支持し、加熱することができるようになる。
【００７３】
また、上記セラミック基板に貫通孔を設けたり、加熱面に凹部を設けたりし、この貫通孔または凹部に先端が尖塔状または半球状の支持ピンを挿入した後、支持ピンをセラミック基板よりわずかに突出させた状態で固定し、上記支持ピンで半導体ウエハを支持することにより、加熱面から１０〜２０００μｍ離間させた状態で加熱してもよい。
【００７４】
図６は、本発明のセラミックヒータのさらに別の一例を模式的に示す断面図である。
図６に示すセラミックヒータ４０では、セラミック基板１１の底面に筒状保護セラミック体４５が形成され、この筒状保護セラミック体の内部に外部端子２０、ソケット２５および導電線２３０が収納されている。
なお、セラミックヒータ４０を構成するセラミック基板１１、その内部に形成された抵抗発熱体１２、スルーホール１３、および、スルーホール１３に螺合された外部端子２０、外部端子２０に接続されたソケット２５、導電線２３０等は、図１〜図３を用いて説明したものと同様であるため、ここでは、その詳細な説明を省略する。
【００７５】
図６に示すセラミックヒータ４０では、外部端子２０、ソケット２５および導電線２３０が筒状保護セラミック体４５の内部に収納されており、この筒状保護セラミック体４５は、後述するセラミック基板１１を支持する支持容器の底板（図示せず）に密着するように形成されているため、筒状保護セラミック体４５の内側と外側とは完全に隔離されている。従って、セラミックヒータ４０の周囲が反応性ガスやハロゲンガス等を含む雰囲気となっている状態であっても、筒状保護セラミック体４５の内部の外部端子２０等が腐食することはない。
なお、筒状保護セラミック体４５の内部には、不活性ガス等をゆっくり流し込んで、反応性ガスやハロゲンガス等が筒状体の内部に流れ込まないようにすることが望ましい。これにより、一層確実に外部端子２０等の腐食を防止することができる。
【００７６】
また、筒状保護セラミック体４５は、セラミック基板１１をしっかりと支持する働きも有するので、セラミック基板１１が高温に加熱された際にも、自重により反るのを防止することができ、その結果、半導体ウエハ等の被加熱物の破損を防止するとともに、該被加熱物を均一な温度になるように加熱することもできる。
【００７７】
図６に示すように、筒状保護セラミック体４５は筒状であるが、その水平断面形状としては特に限定されず、例えば、円形、楕円形、多角形等の形状を挙げることができる。これらの中では円形であることが望ましい。
筒状保護セラミック体４５の形状が円筒状であると、その外周に角部がないため、熱や衝撃による応力集中が発生しにくく、また、通常、セラミック基板１１は円板形状であるため、セラミック基板１１を安定して支持することができるからである。
【００７８】
筒状保護セラミック体４５が円筒状である場合、内径は３０ｍｍ以上であることが望ましい。３０ｍｍ未満であると、セラミック基板１１をしっかりと支持することが困難になり、セラミック基板１１が高温に加熱された際、セラミック基板１１が自重によって反ってしまうおそれがある。
【００７９】
また、筒状保護セラミック体４５の厚さは、３〜２０ｍｍであることが望ましい。３ｍｍ未満であると、筒状保護セラミック体４５の厚さが薄すぎるため、機械的強度が乏しくなり、昇温と降温とを繰り返すことによって、筒状保護セラミック体４５が破損してしまうおそれがあり、一方、２０ｍｍを超えると、筒状保護セラミック体４５の厚さが厚すぎるため、熱容量が大きくなり、昇温速度が低下するおそれがある。
【００８０】
筒状保護セラミック体４５を構成するセラミックとしては特に限定されず、種々のセラミック材料が挙げられる。なお、筒状保護セラミック体とセラミック基板とを接合する方法については、後で詳述することにする。
【００８１】
上記セラミック材料としては特に限定されず、例えば、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化チタン等の窒化物セラミック、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の炭化物セラミック、アルミナ、ジルコニア、コージュライト、ムライト等の酸化物セラミック等が挙げられる。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と最も高く、温度追従性に優れるからである。
【００８２】
また、筒状保護セラミック体４５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、Ｙ_２Ｏ_３、Ｎａ_２Ｏ、Ｌｉ_２Ｏ、Ｒｂ_２Ｏ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。
【００８３】
このような筒状保護セラミック体４５が形成されたセラミックヒータ４０において、抵抗発熱体１２は、そのパターンが図４に示した通りであり、この抵抗発熱体１２の端部は、セラミック基板１１の中心付近に形成されているため、スルーホール１３を抵抗発熱体１２の端部に直接またはパッド部を介して接続し、スルーホール１３に形成されたねじ孔に外部端子２０のねじ部を螺合させることで、筒状保護セラミック体４５の内部に外部端子２０等を収納することができる。
【００８４】
一方、筒状保護セラミック体が形成されたセラミックヒータにおいて、セラミック基板の内部に形成された抵抗発熱体が、図５に示した抵抗発熱体３２である場合、上述したように抵抗発熱体の端部は、セラミック基板の全面に広がって形成されているため、このままではセラミック基板の中央付近に形成された筒状保護セラミック体の内部に、全ての外部端子等を収納することができない。
そこで、この場合、筒状保護セラミック体の内部領域の上方に形成されていない抵抗発熱体の端部にバイアホールを介して導体回路等を接続し、該導体回路を上記筒状保護セラミック体の内部領域の上方にまで延設する。そして、この筒状保護セラミック体の内部領域の上方にまで延設された導体回路の端部の直下にスルーホールを形成し、該スルーホールのねじ孔に外部端子のねじ部を螺合させることにより、全ての外部端子等を筒状保護セラミック体の内部に収納することができる。
【００８５】
なお、セラミックヒータ４０のセラミック基板の底面には、セラミック基板１１の温度を測定するためのリード線２９０が接続された測温素子２８０が埋設された有底孔２４が形成されており、この測温素子２８０からのリード線２９０も、碍子等により保護されていることが望ましい。セラミックヒータ４０の周囲が反応性ガスやハロゲンガス等を含む雰囲気となっている状態であっても、リード線２９０が腐食することがないようにするためである。
【００８６】
本発明のセラミックヒータは、１００℃で以上使用することが望ましく、２００℃以上で使用することがより望ましい。本発明のセラミックヒータを繰り返し高温に加熱することで、スルーホールと外部端子との導通を確実に確保することができ、抵抗発熱体に安定して電力を供給することができるという本発明の効果がより顕著になるからである。
【００８７】
上述した本発明のセラミックヒータは、セラミック基板の内部に抵抗発熱体のみが設けられた装置であり、これにより、半導体ウエハ等の被加熱物をセラミック基板の表面に載置または離間させて保持し、所定の温度に加熱したり洗浄を行ったりすることができ、半導体の製造や半導体の検査を行うための装置として好適に用いることができる。
この際、本発明のセラミックヒータは、所定の支持容器に載置される。
【００８８】
上記支持容器としては特に限定されず、例えば、その内側上部に円環形状の基板支持部を有する有底円筒状の容器であり、上記基板支持部上に断熱リング等を介して本発明のセラミックヒータを載置、固定するものや、その内部の底板上または内壁に支持部材が設けられた有底円筒状の容器であり、本発明のセラミックヒータが壁面と非接触な状態で、上記支持部材によりセラミック基板の底面を支持、固定するもの等が挙げられる。
【００８９】
本発明のセラミックヒータのセラミック基板の内部に、さらに静電電極が形成されている場合には、本発明のセラミックヒータは、加熱手段を備えた静電チャックとして機能する。
図７は、本発明に係る静電チャックを模式的に示す縦断面図であり、図８は、図７に示した静電チャックを構成するセラミック基板に形成された静電電極付近を模式的に示す水平断面図である。
【００９０】
この静電チャック５０では、セラミック基板１１の内部にチャック正負極静電層５２ａ、５２ｂからなる静電電極５２が埋設され、それぞれスルーホール５３と接続され、静電電極５２上にセラミック誘電体膜５４が形成されている。また、セラミック基板１１の内部には、抵抗発熱体１２およびその一部がセラミック基板１１の底面１１ｂに露出し、抵抗発熱体１２の端部の直下に外部端子２０が螺合されたスルーホール１３が形成されており、セラミック基板１１の底面には、セラミック基板１１の温度を測定するためのリード線２９０が接続された測温素子２８０が埋設された有底孔２４が形成されている。
さらに、外部端子２０は、ソケット２５を介して導電線２３０に接続され図示しない外部電源に接続されており、抵抗発熱体１２に電力を供給することで、半導体ウエハ等の被加熱物を加熱することができるようになっている。なお、セラミック基板１１には、必要に応じて、ＲＦ電極が埋設されていてもよい。
【００９１】
図７に示した静電チャック５０では、セラミック基板１１の内部に静電電極５２（チャック正負極静電層５２ａ、５２ｂ）および静電電極５２に接続されたスルーホール５３が形成されているほかは、上述した本発明のセラミックヒータ１０と略同様に構成されている。従って、ここでは、静電電極５２およびスルーホール５３以外についての詳細な説明は省略することとする。
【００９２】
セラミック基板１１の内部に形成された静電電極５２は、図８に示すように半円状のチャック正極静電層５２ａとチャック負極静電層５２ｂとが対向して配設されており、これらチャック正負極静電層５２ａ、５２ｂは、それぞれその一部がセラミック基板１１の底面１１ｂに露出したスルーホール５３に接続さている。
【００９３】
静電電極５２を構成する材料としては特に限定されないが、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、ニッケル等の金属、または、タングステン、モリブデンの炭化物等の導電性セラミックからなるものであることが好ましい。また、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。
【００９４】
また、静電電極５２に接続されたスルーホール５３は、その接続される対象が異なるほかは、本発明のセラミックヒータにおいて説明した抵抗発熱体に接続されたスルーホールと同様の構造および材料のものを挙げることができる。なお、セラミック基板１１の内部において、静電電極５２は、抵抗発熱体１２の上方に形成されているため、静電電極５２に接続されたスルーホール５３の長さは、抵抗発熱体１２に接続されたスルーホール１３よりも長いものとなる。
【００９５】
本発明に係る静電チャックでは、上述した本発明のセラミックヒータにおける抵抗発熱体に接続されたスルーホールに外部端子を螺合させた場合と同様に、セラミック基板の内部に形成された静電電極に接続されたスルーホールに外部端子を螺合させると、外部端子の本体部の上面とスルーホールのセラミック基板の底面に露出した部分とが接触するまで完全に螺合させることができ、上記静電電極に接続されたスルーホールと該スルーホールに螺合された外部端子との接続面積を大きなものとすることができる。
【００９６】
このような静電チャックを作動させる場合には、チャック正極静電層、チャック負極静電層、および、抵抗発熱体に接続された外部端子をそれぞれ直流電源の＋側と−側とに接続して電圧を印加する。これにより、静電チャック上に載置された半導体ウエハ等の被加熱物が所定温度に加熱されるとともに、静電的にセラミック基板に吸着されることになる。
【００９７】
図９は、他の静電チャックのセラミック基板に形成された静電電極を模式的に示す水平断面図である。
図９に示す静電チャック６０では、セラミック基板１１の内部に半円弧状部６２ａと櫛歯部６２ｂとからなるチャック正極静電層６２と、同じく半円弧状部６３ａと櫛歯部６３ｂとからなるチャック負極静電層６３とが、互いに櫛歯部６２ｂ、６３ｂを交差するように対向して配置されている。
【００９８】
また、図１０は、さらに別の静電チャックのセラミック基板に形成された静電電極を模式的に示す水平断面図である。
図１０に示す静電チャック７０では、セラミック基板１１の内部に円を４分割した扇型のチャック正極静電層７２ａ、７２ｂとチャック負極静電層７３ａ、７３ｂとが形成されている。また、２枚のチャック正極静電層７２ａ、７２ｂおよび２枚のチャック負極静電層７３ａ、７３ｂは、それぞれ交差するように形成されている。
【００９９】
なお、本発明に係る静電チャックにおいて、静電電極が円形等の電極が分割された形態である場合、その分割数は特に限定されず、５分割以上であってもよく、その形状も扇形に限定されない。
また、本発明に係る静電チャックのセラミック基板の底面には、本発明のセラミックヒータにおいて説明したような筒状保護セラミック体が形成されており、該筒状保護セラミック体の内部に全ての外部端子等が収納されていてもよい。
【０１００】
次に、本発明のセラミックヒータの製造方法の一例として、図１に示したセラミックヒータ１０の製造方法について、図１１を参照しながら説明する。
図１１（ａ）〜（ｄ）は、本発明のセラミックヒータ１０の製造方法の一部を模式的に示す断面図である。
【０１０１】
（１）グリーンシートの作製工程
まず、セラミック粉末をバインダ、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１１０を作製する。
【０１０２】
上記セラミック粉末としては、窒化アルミニウム等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。
【０１０３】
また、上記バインダとしては、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。
【０１０４】
さらに上記溶媒としては、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１１０を作製する。
グリーンシート１１０の厚さは、０．１〜５ｍｍが望ましい。
また、所定のグリーンシート１１０にパッド部となる部分を形成する。
なお、このパッド部となる部分を形成する工程は、必須の工程ではなく、必要に応じて行えばよい。
【０１０５】
さらに、必要に応じて、グリーンシート１１０に半導体ウエハ等の被加熱物を運搬するためのリフターピンを挿入する貫通孔となる部分、半導体ウエハ等の被加熱物を支持するための支持ピンを挿入する貫通孔や凹部となる部分、熱電対等の測温素子を埋め込むための有底孔となる部分等を形成する。なお、貫通孔や有底孔は、後述するグリーンシート積層体を作製した後、または、上記積層体を作製し、焼成した後に形成してもよい。
【０１０６】
（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１１０上に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、パッド部１６となる部分に導体ペーストを充填して導体ペースト充填層１６０を形成し、さらに、パッド部となる部分を形成したグリーンシート１１０上に抵抗発熱体１２となる導体ペースト層１２０を形成する。
このとき、抵抗発熱体１２となる導体ペースト層１２０は、その端部とパッド部となる部分に充填した導体ペースト充填層１６０とが重なるように印刷する。
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。
【０１０７】
上記金属粒子であるタングステン粒子またはモリブデン粒子等の平均粒径は、０．１〜５μｍが望ましい。平均粒径が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。
【０１０８】
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１．５〜１０重量部を混合した組成物（ペースト）等が挙げられる。
【０１０９】
なお、パッド部となる部分に充填した導体ペースト充填層１６０、および、導体ペースト層１２０を印刷する際に使用する導体ペーストは、同じ組成であってもよく、異なる組成であってもよい。
【０１１０】
（３）グリーンシートの積層工程
導体ペースト層１２０を形成したグリーンシート１１０の上に、導体ペースト層１２０を形成していないグリーンシート１１０を積層し、導体ペースト層１２０を形成したグリーンシート１１０の下側に、さらに何も印刷していないグリーンシート１１０を積層する（図１１（ａ））。
【０１１１】
このとき、導体ペースト層１２０を形成したグリーンシート１１０の上側に積層するグリーンシート１１０の数を下側に積層するグリーンシート１１０の数よりも多くして、製造する抵抗発熱体の形成位置を底面側の方向に偏芯させる。
具体的には、上側のグリーンシート１１０の積層数は２０〜５０枚が、下側のグリーンシート１１０の積層数は５〜２０枚が好ましい。
【０１１２】
（４）グリーンシート積層体の焼成工程
次に、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１１０および内部の導体ペースト層１２０等を焼結させ、セラミック基板１１、抵抗発熱体１２およびパッド部１６等を製造する。
加熱温度は、１０００〜２０００℃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または真空中で行う。不活性ガスとしては、例えば、アルゴン、窒素等を使用することができる。
【０１１３】
なお、予めグリーンシート１１０に半導体ウエハ等の被加熱物を運搬するためのリフターピンを挿入する貫通孔となる部分、半導体ウエハ等の被加熱物を支持するための支持ピンを挿入する貫通孔や凹部となる部分、熱電対等の測温素子を埋め込むための有底孔となる部分を形成しなかった場合、上記貫通孔や有底孔等は、セラミック基板１１に表面研磨等の処理を施した後、ドリル加工やサンドブラスト等のブラスト処理等を行うことにより形成することができる。
【０１１４】
（５）スルーホールの形成
次に、ドリル加工やサンドブラスト等のブラスト処理により、セラミック基板１１の底面１１ｂからパッド部１６がその底面に露出した有底孔を作製した後、この有底孔の壁面に、その直径が有底孔の直径よりも小さなグラインダを当てて移動させ、ネジ溝を切ることにより、ねじ孔を形成することができる（図１１（ｂ））。
なお、スルーホール用有底孔１３０の壁面に形成されたねじ溝は、必ずしもスルーホール用有底孔１３０の底面部分にまで形成されている必要はない。
【０１１５】
そして、所定の金属や合金、または、導電性セラミックからなり、スルーホール用有底孔１３０にちょうど螺合することができる大きさの部材に加工処理を施し、その外周にねじ部が形成されるとともに、内部にねじ孔１３ａが形成されたスルーホール１３を作製する。そして、このスルーホール１３をスルーホール用有底孔１３０に螺合し、その先端部をパッド部１６に接続することにより、セラミック基板１１にスルーホール１３を形成する（図１１（ｃ））。
これにより、スルーホール１３がパッド部１６を介して抵抗発熱体１２の端部と接続されることとなる。
【０１１６】
本発明のセラミックヒータを製造する際において、セラミック基板にスルーホールを形成する方法としては、上述した方法に限定されることはなく、例えば、所定の数のグリーンシートにスルーホール用貫通孔を設け、このスルーホール用貫通孔にスルーホールとなる導体ペーストを充填しておき、このグリーンシートを積層し、焼成することでその一部がセラミック基板の底面に露出した柱状のスルーホール用金属層を形成し、該スルーホール用金属層のセラミック基板の底面に露出した部分からねじ孔を設けることで形成してもよく、グリーンシート積層体を作製した後、スルーホールとなる部分に有底孔を設け、該有底孔に所定の導体ペーストを充填した後焼成することでその一部がセラミック基板の底面に露出した柱状のスルーホール用金属層を形成し、その後、スルーホール用金属層のセラミック基板の底面に露出した部分からねじ孔を設けることにより形成してもよい。
なお、本発明のセラミックヒータを製造する際において、スルーホールの外周には、ねじ部が形成されていてもよく、形成されていなくてもよい。
【０１１７】
（６）外部端子の作製および取り付け
所定の金属材料または合金からなる棒状体の一方の端部をねじ切りによりねじ切ることでねじ部を作製し、その後、ねじ部の根元部分に切削加工を施すことにより、図２（ｂ）に示すように、所定の大きさのねじ溝部およびねじ山部が形成されるとともに、その根元部分にくびれ部が形成されたねじ部と、本体部とからなる外部端子２０を作製する。
【０１１８】
外部端子２０のねじ部をスルーホール１３のねじ孔１３ａに螺合することにより、外部端子２０をスルーホール１３に取り付ける（図１１（ｄ））。これにより、外部端子２０は、スルーホール１３と接続され、外部端子２０がスルーホール１３およびパッド部１６を介して抵抗発熱体１２の端部と接続されることとなる。
【０１１９】
その後、外部端子２０にソケット２５を介して外部電源に接続される導電線２３０を接続し（図１参照）、セラミック基板の底面に形成した有底孔に測温素子としての熱電対（図示せず）等の測温素子を挿入し、ポリイミド等の耐熱性樹脂で封止することで、その内部に抵抗発熱体、パッド部およびスルーホール等が形成された本発明のセラミックヒータの製造を終了する。
【０１２０】
上記セラミックヒータを製造する際に、セラミック基板の内部に静電電極を設けることにより静電チャックを製造することができる。ただし、この場合は、静電電極と外部端子とを接続するためのスルーホールを形成する必要があるが、支持ピンを挿入するための貫通孔を形成する必要はない。
セラミック基板の内部に静電電極を設ける場合には、抵抗発熱体を形成する場合と同様にグリーンシートの表面に静電電極となる導体ペースト層を形成すればよい。
【０１２１】
また、セラミック基板の底面にセラミックからなる筒状保護セラミック体を形成するには、まず、窒化アルミニウム粉末等を円筒形状の成形型に入れて成形し、必要に応じて切断加工する。これを加熱温度１０００〜２０００℃、常圧で焼結させて筒状保護セラミック体を製造する。上記焼結は、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、窒素等を使用することができる。また、筒状保護セラミック体の大きさは、セラミック基板の内部に形成したスルーホールがその内側に収まるように調整する。
次いで、筒状保護セラミック体の端面を研磨して平坦化する。
【０１２２】
そして、セラミック基板の底面の中央付近と筒状保護セラミック体の端面とを接触させた状態で、セラミック基板と筒状保護セラミック体とを加熱して、これらを接合する。このとき、筒状保護セラミック体の内径の内側にセラミック基板内のスルーホールが収まるようにする。
上記セラミック基板と筒状保護セラミック体とを接合する方法としては、例えば、金ろう、銀ろう等を用いてろう付けする方法、酸化物系ガラス等の接着剤を用いて接合する方法等を用いることができる。
【０１２３】
また、筒状保護セラミック体がセラミック基板と同様のセラミック材料からなる場合、セラミック基板および筒状保護セラミック体を構成するセラミックと主成分が同じセラミックペーストを塗布し、これを焼結させる方法、セラミック基板や筒状保護セラミック体の接合面に焼結助剤を含有する溶液を塗布する方法によっても、セラミック基板と筒状保護セラミック体とを接合することができる。
【０１２４】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
【実施例】
【０１２５】
（実施例１） セラミックヒータの製造（図１〜４、図６、図１１参照）
（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、酸化イットリウム（Ｙ_２Ｏ_３：イットリア、平均粒径０．４μｍ）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。
【０１２６】
（２）次に、このグリーンシートを８０℃で５時間乾燥させた後、何も加工を施していないグリーンシートと、パンチングを行い、パッド部を形成するためのパッド部用貫通孔を設けたグリーンシートとを作製した。
【０１２７】
（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。
また、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を調製した。
【０１２８】
（４）導体ペーストＢをパッド部となる部分にスクリーン印刷で印刷し、パッド部となる導体ペースト充填層１３０を形成した後、導体ペーストＡを導体ペースト充填層１３０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、図４に示す回路パターンの抵抗発熱体となる導体ペースト層１２０を形成した。導体ペースト層１２０の幅は１０ｍｍ、厚さは１２μｍであった。
導体ペースト層１２０は、その端部と導体ペースト充填層１３０とが接続するように形成した。
【０１２９】
上記処理の終わった導体ペースト層１２０を印刷したグリーンシート１１０の上に、何も加工していないグリーンシートを３７枚重ね、その下に、何も加工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。
【０１３０】
（５）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１５ＭＰａで１０時間ホットプレスし、厚さ３ｍｍの窒化アルミニウム板状体を得た。
これを２３０ｍｍの円板状に切り出し、内部に厚さ６μｍ、幅１０ｍｍの抵抗発熱体１２、直径３ｍｍのパッド部１６およびスルーホール１３を有するセラミック基板１１とした。
【０１３１】
（６）次に、（５）で得られたセラミック基板１１を、ダイヤモンド砥石で研磨した後、マスクを載置し、ＳｉＣ等によるブラスト処理で表面に測温素子のための有底孔１４を形成した。
さらに、セラミック基板１１の底面１１ｂに、ブラスト処理により、パッド部１６を露出させるための有底孔を形成したあと、この有底孔の内壁面にねじ溝を切ることにより、スルーホール用貫通孔１３０を形成した。
【０１３２】
（７）タングステン製で、その外周にねじ部が形成されるとともに、その内部にねじ孔１３ａが形成されたスルーホール１３の上記外周に形成されたねじ部を（６）でセラミック基板の底面に形成したスルーホール用有底孔１３０に螺合することにより、スルーホール１３とパッド部１６とを接続した。
【０１３３】
（８）次に、ニッケル製の外部端子（ねじ溝部２１ａの直径：２．１ｍｍ、ねじ山部２１ｂの直径：３ｍｍ、本体部２２の直径：４ｍｍ、くびれ部２３の直径：２．０ｍｍ）２０のねじ部２１をスルーホール１３のねじ孔１３ａに螺合することにより、外部端子２０とスルーホール１３とを接続した。なお、外部端子２０のくびれ部２３は、ＮＣ旋盤で加工することにより形成した。図１４は、外部端子２０とスルーホール１３との接続部分の断面を示す写真である。
【０１３４】
（９）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、Ｙ_２Ｏ_３（平均粒径０．４μｍ）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重量部を混合した組成物を用い、スプレードライ法により顆粒を製造し、この顆粒を円筒状の金型に入れ、常圧、１８９０℃で焼結させ、筒状保護セラミック体４５を製造した。
【０１３５】
（１０）セラミック基板１１および筒状保護セラミック体４５の接合面に硝酸イットリウム（２．６１×１０^−１ｍｏｌ／Ｌ）水溶液を塗布した後、セラミック基板１１の底面１１ｂであって、外部端子２０がその内径の内側に収まるような位置に、筒状保護セラミック体４５の端面を接触させ、１８９０℃に加熱することで、セラミック基板１１と筒状保護セラミック体４５とを接合した。
【０１３６】
（１１）そして、温度制御のための熱電対を有底孔１４に挿入し、シリカゾルを充填し、１９０℃で２時間硬化、ゲル化させることで、その内部に抵抗発熱体、スルーホールおよびパッド部が形成されセラミック基板の底面に、筒状保護セラミック体が接合されたセラミックヒータを製造した。
【０１３７】
（実施例２） 静電チャックの製造（図２ｂ、図４、図６参照）
（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、Ｙ_２Ｏ_３（平均粒径０．４μｍ）４重量部、アクリル系樹脂バインダ１２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重量部を混合した組成物を用い、ドクターブレード法を用いて成形することにより厚さ０．４７ｍｍのグリーンシートを得た。
【０１３８】
（２）次に、このグリーンシートを８０℃で５時間乾燥した後、何も加工を施していないグリーンシートと、パンチングを行い、パッド部を形成するためのパッド部用貫通孔が設けられたグリーンシートとを作製した。
【０１３９】
（３）平均粒子径１μｍのタングステンカーバイド粒子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、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。
また、平均粒子径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、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。
【０１４０】
（４）導体ペーストＢをパッド部となる部分にスクリーン印刷で印刷し、パッド部となる導体ペースト充填層を形成した後、該導体ペースト充填層を形成したグリーンシートの表面に、導体ペーストＡをスクリーン印刷法により印刷して図４に示した回路パターンからなる抵抗発熱体となる導体ペースト層を印刷した。更に、何も加工を施していないグリーンシートに図８に示した形状の静電電極パターンからなる導体ペースト層を形成した。
上記抵抗発熱体となる導体ペースト層は、その端部がパッド部となる導体ペースト充填層と接続するように形成した。
【０１４１】
次に、上記処理の終わった各グリーンシートを積層した。
まず、抵抗発熱体となる導体ペースト層が印刷されたグリーンシートの上側（加熱面側）に、何の加工もしていないグリーンシートを３４枚積層し、そのすぐ下側（底面側）に何の加工もしていないグリーンシートを１２枚積層した。
このように積層したグリーンシートの最上部に、静電電極パターンからなる導体ペースト層を印刷したグリーンシートを積層し、さらにその上に何の加工もしていないグリーンシートを２枚積層し、これらを１３０℃、８ＭＰａの圧力で圧着して積層体を形成した。
【０１４２】
（５）次に、得られた積層体を窒素ガス中、６００℃で５時間脱脂し、その後、１８９０℃、圧力１５ＭＰａの条件で３時間ホットプレスし、厚さ３ｍｍの窒化アルミニウム板状体を得た。
これを直径２３０ｍｍの円板状に切り出し、内部に、厚さが５μｍ、幅が２．４ｍｍの抵抗発熱体、直径３ｍｍのパッド部、スルーホールおよび厚さ６μｍのチャック正極静電層、チャック負極静電層を有するセラミック基板とした。
【０１４３】
（６）次に、（５）で得られたセラミック基板を、ダイヤモンド砥石で研磨した後、マスクを載置し、ＳｉＣ等によるブラスト処理で表面に測温素子のための有底孔を形成した。
さらに、セラミック基板の底面に、ブラスト処理により、パッド部および静電電極を露出させるための有底孔を形成した後、この有底孔の内壁面にねじ溝を切ることにより、スルーホール用有底孔を形成した。
【０１４４】
（７）タングステン製で、その外周にねじ部が形成されるとともに、その内部にねじ孔が形成されたスルーホールの上記外周に形成されたねじ部を（６）でセラミック基板の底面に形成したスルーホール用有底孔に螺合することにより、スルーホールとパッド部および静電電極とを接続した。なお、パッド部に接続させたスルーホールと、静電電極に接続させたスルーホールとは、その長軸方向の長さが異なるほかは、同様の構造であった。
【０１４５】
（８）次に、図２（ｂ）に示した外部端子２０と同様の構造のニッケル製の外部端子（ねじ溝部の直径：４ｍｍ、ねじ山部の直径：５ｍｍ、本体部の直径：６ｍｍ、くびれ部の直径：３．０ｍｍ）のねじ部をスルーホールのねじ孔に螺合することにより、外部端子とスルーホールとを接続した。なお、外部端子２０のくびれ部２３は、ＮＣ旋盤で加工することにより形成した。
【０１４６】
（９）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重量部を混合した組成物を用い、スプレードライ法により顆粒を製造し、この顆粒をパイプ状の金型に入れ、常圧、１８９０℃で焼結させ、長さ２００ｍｍ、外径４５ｍｍ、内径３５ｍｍの筒状保護セラミック体を製造した。
【０１４７】
（１０）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重量部を混合した液状体を上記セラミック基板および筒状保護セラミック体の接合面に塗布した後、上記セラミック基板の底面であって、外部端子がその内径の内側に収まるような位置に、筒状保護セラミック体の端面を接触させ、１８９０℃に加熱することでセラミック基板と筒状保護セラミック体とを接合した。
【０１４８】
（１１）そして、温度制御のための熱電対をセラミック基板に形成した有底孔に挿入し、シリカゾルを充填し、１９０℃で２時間硬化、ゲル化させることで、その内部に静電電極、抵抗発熱体およびスルーホールが設けられたセラミック基板の底面に、筒状保護セラミック体が接合された静電チャックとして機能するセラミックヒータを製造した。
【０１４９】
（比較例１）
実施例１の（８）の工程で、ニッケル製の外部端子の構造を図１３（ａ）に示した構造の外部端子（ねじ溝部８１ａの直径：５ｍｍ、ねじ山部８１ｂの直径：６ｍｍ、本体部８２の直径：８ｍｍ、根元部８３の直径：５ｍｍ）８０を用い、外部端子８０とスルーホール１３とを接続したほかは、実施例１と同様にしてセラミックヒータを製造した。
【０１５０】
実施例１、２および比較例１に係るセラミックヒータについて、以下の評価試験を行った。
【０１５１】
（１）セラミック基板の底面と外部端子との隙間の有無
実施例および比較例に係るセラミックヒータのスルーホールに接続した外部端子の本体部の上面と、セラミック基板の底面（スルーホールの露出部分）との間に隙間の有無を目視により観察し、隙間がある場合、その大きさを測定した。
その結果を表１に示す。
【０１５２】
（２）ヒートサイクル試験
実施例および比較例に係るセラミックヒータの外部端子をソケットおよび導電線を介して外部電源に接続し、各セラミックヒータを２５℃に保持した後、５００℃に加熱する過程を繰り返すヒートサイクル試験を５００回行った後、外部端子とスルーホールとの電気的導通を調べた。
その結果を表１に示す。
【０１５３】
【表１】

【０１５４】
表１に示した結果より明らかなように、実施例に係るセラミックヒータでは、セラミック基板の底面と外部端子の本体部の上面との間には隙間は形成されておらずしっかりと接続されていた。また、ヒートサイクル試験後に外部端子とスルーホールとの電気的導通が変化したり、途絶えたりしたものはなく、抵抗発熱体を構成する全ての回路に安定して電力を供給することができるものであった。
一方、比較例に係るセラミックヒータでは、セラミック基板の底面と外部端子の本体部の上面との間には、１００μｍ（０．１ｍｍ）の隙間が形成されており、ヒートサイクル試験後に外部端子とスルーホールとの電気的導通が変化したものがあり、抵抗発熱体を構成する全ての回路に安定して電力を供給することができなかった。
【０１５５】
【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、長期間繰り返し使用することで加熱、冷却が繰り返された場合であっても、抵抗発熱体と外部端子との電気的導通を確実に確保することができ、抵抗発熱体に電力を安定して供給することができるセラミックヒータを提供することができる。
【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断面図である。
【図２】（ａ）は、外部端子をスルーホールに取り付ける前の本発明のセラミックヒータの一部を模式的に示す部分拡大断面図であり、（ｂ）は、本発明のセラミックヒータに係る外部端子の一例を模式的に示す拡大正面図である。
【図３】本発明のセラミックヒータの一部を拡大した部分拡大断面図である。
【図４】図１に示した本発明のセラミックヒータの水平断面図である。
【図５】本発明のセラミックヒータの別の一例を模式的に示す水平断面図である。
【図６】本発明のセラミックヒータのさらに別の一例を模式的に示す断面図である。
【図７】本発明のセラミックヒータを静電チャックとして機能させる場合の一例を模式的に示す断面図である。
【図８】セラミック基板に埋設されている静電電極の一例を模式的に示す水平断面図である。
【図９】セラミック基板に埋設されている静電電極の別の一例を模式的に示す水平断面図である。
【図１０】セラミック基板に埋設されている静電電極のさらに別の一例を模式的に示す水平断面図である。
【図１１】（ａ）〜（ｄ）は、本発明のセラミックヒータの製造方法の一例を模式的に示す断面図である。
【図１２】外部端子をスルーホールに取り付ける前の従来のセラミックヒータの一部を模式的に示す部分拡大断面図である。
【図１３】（ａ）は、従来のセラミックヒータに係る外部端子の一例を模式的に示す拡大正面図であり、（ｂ）は、従来のセラミックヒータの一部を模式的に示す部分拡大断面図である。
【図１４】外部端子とスルーホールとの接続部分の断面を示す写真である。
【符号の説明】
１０、３０、４０ セラミックヒータ
１１、３１ セラミック基板
１１ａ 加熱面
１１ｂ 底面
１２、３２ 抵抗発熱体
１３ スルーホール
１３ａ ねじ孔
１５、３５ 貫通孔
１６ パッド部
２０ 外部端子
２１ ねじ部
２１ａ ねじ溝部
２１ｂ ねじ山部
２２ 本体部
２３ くびれ部
２４、３４ 有底孔
２５ ソケット
４５ 筒状保護セラミック体
５０ 静電チャック
２３０ 導電線
２８０ 測温素子
２９０ リード線

Claims (4)

1. セラミック基板の内部に、抵抗発熱体、および、該抵抗発熱体の端部の直下にその一部が外部に露出したねじ孔を有するスルーホールが形成され、ねじ部と本体部とからなる外部端子の前記ねじ部が前記ねじ孔に螺合され、前記抵抗発熱体と前記外部端子との電気的導通が図られたセラミックヒータであって、
   前記ねじ部のねじ山部の直径は、前記本体部の直径よりも小さく、かつ、前記ねじ部の前記本体部近傍は、前記ねじ部のねじ溝部の直径より小さい直径となるように、くびれ構造が形成されてなることを特徴とするセラミックヒータ。
2. 前記スルーホールは、パッド部を介して前記抵抗発熱体と電気的導通が図られている請求項１に記載のセラミックヒータ。
3. 前記セラミック基板の底面には、セラミックからなる筒状保護セラミック体が形成され、前記筒状保護セラミック体の内部に前記外部端子が収納されている請求項１または２に記載のセラミックヒータ。
4. 前記セラミック基板には、さらに、静電電極が形成されており、加熱手段を備えた静電チャックとして機能する請求項１〜３のいずれか１に記載のセラミックヒータ。

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