JP2023170989A - セラミックスヒータ - Google Patents

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Abstract

【課題】加熱対象のウェハの温度の均熱性を向上させることに寄与するセラミックスヒータを提供する。【解決手段】セラミックスヒータ１００は、セラミックス基材１１０と、セラミックス基材１１０に埋設された内側ヒータ電極１２０及び外側ヒータ電極１２２のヒータ部とを備えている。測温接点１７１ａが位置Ａ及び位置Ｃに配置された熱電対１７１においては、測温接点１７１ａが、内側ヒータ電極１２０及び外側ヒータ電極１２２のヒータ部と上下方向において重なっていない。【選択図】図２

Description

本発明は、シリコンウェハ等の基板を加熱するセラミックスヒータに関する。
特許文献１に記載のセラミックスヒータは、円板状のセラミックス基板（セラミックス基体）と、セラミックス基板に埋設された発熱体（発熱抵抗体）と、熱電対とを備える。
特開２０２１－１７４５８６号公報
特許文献１に記載のセラミックスヒータにおいては、熱電対の測温部は、発熱体とセラミックス基板の表面との間に配置されている。そのため、熱電対を用いて、セラミックス基板の表面に載置されたウェハの温度を精確に測定することができる。
近年、ウェハの温度をさらに均熱化できるセラミックスヒータが望まれている。本発明は、かかる事情を鑑みてなされたものであり、加熱対象となるウェハの温度の均熱性を向上させることができるセラミックスヒータを提供することを目的とする。
本発明の態様に従えば、上面、及び、前記上面と上下方向において対向する下面を有するセラミックス基材と、
前記セラミックス基材に埋設された複数の発熱体と、
測温部が前記セラミックス基材に埋設された複数の測温体と、を備え、
前記複数の測温体うち、少なくとも１つの前記測温体の前記測温部は、前記上下方向において前記複数の発熱体と重ならない位置に配置されているセラミックスヒータが提供される。
上記態様においては、測温部が、複数の発熱体と上下方向において重なっていない位置に配置された測温体を用いて、セラミックス基材の温度を制御することができる。これにより、例えば温度評価用のシリコンウェハ等の加熱対象のウェハの温度の均熱性を向上させることに寄与することができる。
図１は、セラミックスヒータ１００の斜視図である。 図２は、セラミックスヒータ１００の概略説明図である。 （ａ）は、内側ヒータ電極１２０の概略説明図であり、（ｂ）は、外側ヒータ電極１２２の概略説明図であり、（ｃ）は、静電吸着用電極１２４の概略説明図である。 図４は、シャフト１３０の形状を説明するための説明図である。 （ａ）～（ｅ）は、セラミックス基材１１０の製造方法の流れを示す図である。 図６は、実施例１～１５の結果をまとめた表である。 図７は、実施例１のセラミックスヒータ１００を説明するための説明図である。 図８は、実施例３のセラミックスヒータ１００を説明するための説明図である。 図９は、実施例１２のセラミックスヒータ１００の、内側ヒータ電極１２０の開口１２０ｈを説明するための説明図である。 図１０は、実施例１３のセラミックスヒータ１００の、ＴＣ配線孔１７０の曲線部分Ｃ１を説明するための説明図である。 図１１は、実施例１４のセラミックスヒータ１００の、ＴＣ配線孔１７０の曲線部分Ｃ２を説明するための説明図である。 図１２は、実施例１５のセラミックスヒータ１００を説明するための説明図である。 図１３は、内側ヒータ電極１２０の上方に、外側ヒータ電極１２２が配置されたセラミックスヒータ１００を説明するための説明図である。
＜セラミックスヒータ１００＞
本発明の実施形態に係るセラミックスヒータ１００について、図１、２を参照しつつ説明する。本実施形態に係るセラミックスヒータ１００は、シリコンウェハなどの半導体ウェハ（以下、単にウェハ１０という）の加熱に用いられるセラミックスヒータである。なお、以下の説明においては、セラミックスヒータ１００が使用可能に設置された状態（図１の状態）を基準として上下方向５が定義される。図１に示されるように、本実施形態に係るセラミックスヒータ１００は、セラミックス基材１１０と、電極（内側ヒータ電極１２０、外側ヒータ電極１２２、静電吸着用電極１２４（図２参照））と、シャフト１３０と、給電線１４０、１４２（図２参照）と、測温体である熱電対１７１（図２参照）とを備える。
セラミックス基材１１０は、直径１２インチ（約３００ｍｍ）の円形の板状の形状を有する部材であり、セラミックス基材１１０の上には加熱対象であるウェハ１０が載置される。なお、図１では図面を見やすくするためにウェハ１０とセラミックス基材１１０とを離して図示している。図１に示されるように、セラミックス基材１１０の上面１１１には、環状の凸部１５２（以下、単に環状凸部１５２という）と、複数の凸部１５６とが設けられている。なお、図１においては、図面を見やすくするために、複数の凸部１５６の数を減らして図示している。また、図２に示されるように、セラミックス基材１１０の内部には、後述の第１ガス流路１６４が形成されている。セラミックス基材１１０は、例えば、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、アルミナ、窒化ケイ素等のセラミックス焼結体により形成することができる。
図１、２に示されるように、環状凸部１５２は、セラミックス基材１１０の上面１１１の外周部（外縁部）に配置された円環状の凸部であり、上面１１１から上方に突出している。図２に示されるように、ウェハ１０がセラミックス基材１１０の上に載置されたとき、環状凸部１５２の上面１５２ａはウェハ１０の下面と当接する。つまり、環状凸部１５２は、ウェハ１０がセラミックス基材１１０の上に載置されたときに、上下方向５においてウェハ１０と重なる位置に配置されている。セラミックス基材１１０の上面１１１の、環状凸部１５２の内側には、複数の凸部１５６が設けられている。複数の凸部１５６はいずれも円柱形状を有している。図２に示されるように、複数の凸部１５６のうちの１つは、上面１１１の略中心に配置されている。残りの凸部１５６は、等間隔に並んだ４重の同心円の円周上に並んでいる。また、各同心円の円周上において、凸部１５６は等間隔で並んでいる。なお、凸部１５６が配置される同心円、位置及び／又は数は、用途、作用、機能に応じて適宜設定される。
環状凸部１５２の高さは、５μｍ～２ｍｍの範囲にすることができる。同様に、複数の凸部１５６の高さも、５μｍ～２ｍｍの範囲にすることができる。本実施形態において、環状凸部１５２の高さと、複数の凸部１５６の高さとは同じである。言い換えると、環状凸部１５２の上面１５２ａと、複数の凸部１５６の上面１５６ａとは面一である。なお、本明細書において、環状凸部１５２の高さ及び複数の凸部１５６の高さは、セラミックス基板１１０の上面１１１からの上下方向の長さとして定義される。なお、セラミックス基板１１０の上面１１１が平坦でなく、例えば段差を有している場合には、セラミックス基板１１０の上面１１１のうち、最も高い位置を基準にして、そこからの上下方向の長さとして定義される。
環状凸部１５２の上面１５２ａの幅は、一定の幅であることが望ましく、０．１ｍｍ～１０ｍｍにすることができる。環状凸部１５２の上面１５２ａの表面粗さＲａは１．６μｍ以下にすることができる。同様に、複数の凸部１５６の上面１５６ａの表面粗さＲａは１．６μｍ以下にすることができる。なお、環状凸部１５２の上面１５２ａ、及び、複数の凸部１５６の上面１５６ａの表面粗さＲａは０．４μｍ以下であることが好ましく、０．２μｍ以下であることがさらに好ましく、０．１μｍ以下であることがさらに好ましい。
複数の凸部１５６の上面１５６ａは、直径０．１ｍｍ～５ｍｍの円形であることが好ましい。また、複数の凸部１５６の、各凸部の離間距離は、１．５ｍｍ～３０ｍｍの範囲にすることができる。
上述のように、セラミックス基板１１０の上面１１１において、複数の凸部１５６は４つの同心円の円周上に並んでいる。図２に示されるように、上面１１１の、複数の凸部１５６が配置された最も内側の同心円と内側から２番目の同心円との間には、第１ガス流路１６４の開口１６４ａが開口している。第１ガス流路１６４は、開口１６４ａを備えるガス流路であり、セラミックス基材１１０の内部に形成されている。第１ガス流路１６４は、開口１６４ａから下方に延びている。図２に示されるように、第１ガス流路１６４の下端は、シャフト１３０の内部に形成された第２ガス流路１６８の上端に接合されている。
第１ガス流路１６４は、セラミックス基材１１０の上面１１１とウェハ１０の下面とによって画定される空間（間隙）にガスを供給するための流路として用いることができる。例えば、ウェハ１０とセラミックス基材１１０との間の伝熱のための伝熱ガスを供給することができる。伝熱ガスとして、例えば、ヘリウム、アルゴンのような不活性ガスや、窒素ガスなどを用いることができる。伝熱ガスは、第１ガス流路１６４を通じて、１００Ｐａ～４００００Ｐａの範囲内で設定された圧力で供給される。また、環状凸部１５２の上面１５２ａとウェハ１０の下面との隙間から、環状凸部１５２の内側の間隙にプロセスガスが侵入してくる場合には、第１ガス流路１６４を介して、ガスを排気することができる。この際、排気圧を調整することによって間隙の外側の圧力と、間隙の内側の圧力の差圧を調節することができる。これにより、ウェハ１０をセラミックス基材１１０の上面に向けて吸着させることができる。
＜内側ヒータ電極１２０及び外側ヒータ電極１２２＞
図２に示されるように、セラミックス基材１１０の内部には、内側ヒータ電極１２０と外側ヒータ電極１２２と静電吸着用電極１２４とが埋設されている。なお、本明細書において、内側ヒータ電極１２０と外側ヒータ電極１２２とを総称して、単にヒータ電極と呼ぶことがある。なお、内側ヒータ電極１２０と外側ヒータ電極１２２と静電吸着用電極１２４とを総称して、単に電極と呼ぶことがある。
図２に示されるように、外側ヒータ電極１２２の上方に内側ヒータ電極１２０が位置している。内側ヒータ電極１２０は、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、モリブデン及び／又はタングステンを含む合金のワイヤーを織ったメッシュや箔等の耐熱金属（融点２０００℃以上の高融点金属）を図３（ａ）のように帯状に裁断することにより形成されている。同様に、外側ヒータ電極１２２は、金属製のメッシュや箔を図３（ｂ）のような形状に裁断することによって形成されている。図３（ｂ）に示されるように、外側ヒータ電極１２２は、略円環状のヒータ部１２２ａと、ヒータ部１２２ａの内側に配置された導通部１２２ｂとを有する。なお、導通部１２２ｂはヒータ部１２２ａと比べて抵抗が小さく、発熱にはあまり寄与していない。導通部１２２ｂは、内側ヒータ電極１２０と略同心の半月状の形状を有している。上面視で、導通部１２２ｂと内側ヒータ電極１２０とがほぼ重なるように配置されており、その外側をヒータ部１２２ａが取り囲んでいる。内側ヒータ電極１２０及び外側ヒータ電極１２２のヒータ部１２２ａは、本発明の複数の発熱体の一例である。内側ヒータ電極１２０は本発明のインナー発熱体の一例であり、外側ヒータ電極１２２のヒータ部１２２ａは本発明のアウター発熱体の一例である。
本実施形態においては、外側ヒータ電極１２２のヒータ部１２２ａの外径は２９８ｍｍであり、外側ヒータ電極１２２はセラミックス基材１１０の側面から露出しない。内側ヒータ電極１２０の略中央には、給電線１４０（図２参照）と接続される端子部１２１が設けられている。外側ヒータ電極１２２の導通部１２２ｂの略中央には、給電線１４１（図２参照）と接続される端子部１２３が設けられている。また、外側ヒータ電極１２２の導通部１２２ｂの略中央には、静電吸着用電極１２４に接続される不図示の給電線を通すためのニゲが形成されている。
上述のように、内側ヒータ電極１２０及び外側ヒータ電極１２２は、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、モリブデン及び／又はタングステンを含む合金のワイヤーを織ったメッシュや箔等の耐熱金属（高融点金属）により形成されている。タングステン、モリブデンの純度は９９％以上であることが好ましい。内側ヒータ電極１２０及び外側ヒータ電極１２２の厚さは０．１５ｍｍ以下である。なお、内側ヒータ電極１２０及び外側ヒータ電極１２２のヒータ部１２２ａの抵抗値を高くするという観点からは、メッシュのワイヤーの線径を０．１ｍｍ以下とすること、あるいは、箔の厚さを０．１ｍｍ以下にすることが好ましい。また、帯状に裁断された内側ヒータ電極１２０の幅及び外側ヒータ電極１２２のヒータ部１２２ａの幅は２．５ｍｍ～２０ｍｍであることが好ましく、５ｍｍ～１５ｍｍであることがさらに好ましい。本実施形態においては、内側ヒータ電極１２０及び外側ヒータ電極１２２は、図３（ａ）、（ｂ）に示される形状に裁断されているが、内側ヒータ電極１２０及び外側ヒータ電極１２２の形状はこれには限られず、適宜変更しうる。
＜静電吸着用電極１２４＞
図２に示されるように、セラミックス基材１１０の内部の、内側ヒータ電極１２０及び外側ヒータ電極１２２の上方には、静電吸着用電極１２４が埋設されている。図３（ｃ）に示されるように、静電吸着用電極１２４は２つの半円形状の電極１２４ａ、１２４ｂが所定の間隔（５ｍｍ）を隔てて向かい合うように配置されており、全体として略円形の形状を有している。静電吸着用電極１２４の外径は２９４ｍｍである。静電吸着用電極１２４の電極１２４ａ、１２４ｂの略中央には、それぞれ、不図示の給電線と接続される端子部１２５が設けられている。
＜シャフト１３０及び接合凸部１１４＞
図１、２に示されるように、セラミックス基材１１０の下面１１３には、シャフト１３０が接続されている。シャフト１３０は中空の略円筒形状の円筒部１３１と、円筒部１３１の下方に設けられた大径部１３２（図１参照）を有する。大径部１３２は、円筒部１３１の径よりも大きな径を有している。以下の説明において、円筒部１３１の長手方向をシャフト１３０の長手方向６として定義する。図１に示されるように、セラミックスヒータ１００の使用状態において、シャフト１３０の長手方向６は上下方向５と平行である。
なお、セラミックス基材１１０の下面１１３は平坦な面であってもよいが、図２に示されるように、シャフト１３０との接合のための凸部１１４（以下、接合用凸部１１４と呼ぶ）が設けられていてもよい。接合用凸部１１４の形状は、接合されるシャフト１３０の上面の形状と同じであることが好ましく、接合用凸部１１４の直径は１００ｍｍ以下であることが好ましい。接合用凸部１１４の高さ（下面１１３からの高さ）は、０．２ｍｍ以上であればよく、５ｍｍ以上であることが好ましい。特に高さの上限に制限はないが、製作上の容易さを勘案すると、接合用凸部１１４の高さは２０ｍｍ以下であることが好ましい。また、接合用凸部１１４の下面は、セラミックス基材１００の下面１１３に平行であることが好ましい。接合用凸部１１４の下面の表面粗さＲａは１．６μｍ以下であればよい。なお、接合用凸部１１４の下面の表面粗さＲａは０．４μｍ以下であることが好ましく、０．２μｍ以下であることがさらに好ましい。
円筒部１３１の上面は、セラミックス基材１１０の下面１１３（接合用凸部１１４が設けられている場合には、接合用凸部１１４の下面）に固定されている。なお、シャフト１３０は、セラミックス基材１１０と同じように、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、アルミナ、窒化ケイ素等のセラミックス焼結体により形成されてもよい。あるいは、断熱性を高めるために、セラミックス基材１１０より熱伝導率の低い材料で形成されてもよい。なお、図４に示されるように、円筒部１３１の上面に、円筒部１３１の下方に設けられた大径部１３２と同様な拡径部１３３が設けられてもよい。例えば、大径部１３２の外径を接合用凸部１１４の外径と同じにすることができる。
図２に示されるように、シャフト１３０は中空の円筒形状を有しており、その内部（内径より内側の領域）には長手方向６（図１参照）に延びる貫通孔が形成されている。シャフト１３０の中空の部分（貫通孔）には、内側ヒータ電極１２０に電力を供給するための給電線１４０と、外側ヒータ電極１２２に電力を供給するための給電線１４２とが配置されている。なお、図示はされていないが、シャフト１３０の中空の部分（貫通孔）には、静電吸着用電極１２４の端子部１２５（図３（ｃ）参照）に接続される別の給電線も配置されている。給電線１４０の上端は、内側ヒータ電極１２０の中央に配置された端子部１２１（図３（ａ）参照）に電気的に接続されている。同様に、給電線１４２の上端は、外側ヒータ電極１２２の中央に配置された端子部１２３（図３（ｂ）参照）に電気的に接続されている。給電線１４０、１４２は、それぞれ、不図示のヒータ用電源に接続される。これにより、給電線１４０、１４２を介して内側ヒータ電極１２０及び外側ヒータ電極１２２に個別に電力が供給することができる。
また、図２に示されるように、シャフト１３０の円筒部１３１には、上下方向５に延びる第２ガス流路１６８が形成されている。上述のように、第２ガス流路１６８の上端は第１ガス流路１６４の下端に接続されている。また、シャフト１３０の円筒部１３１には、熱電対１７１を挿入するためのＴＣ配線孔１７０の一部が形成されている。
＜熱電対１７１＞
図２に示されるように、シャフト１３０の円筒部１３１及びセラミックス基材１１０には、熱電対１７１を挿入するＴＣ配線孔１７０（図５（ｅ）参照）が形成されており、ＴＣ配線孔１７０に沿って熱電対１７１が挿入されている。熱電対１７１の先端には、測温接点１７１ａが設けられている。本実施形態においては、熱電対１７１として、径１．６ｍｍのＳＵＳシース熱電対を用いており、ＴＣ配線孔１７０の径は３ｍｍである。熱電対１７１は、本発明の測温体の一例であり、測温接点１７１ａは本発明の測温部の一例である。図２においては２つの熱電対１７１が図示されているが、本実施形態においては、セラミックス基材１１０に３つの熱電対１７１が設けられている。熱電対１７１の測温接点１７１ａは適宜の位置に配置できるが、本実施形態においては、測温接点１７１ａが図３（ａ）に示される位置Ａ～Ｃに配置されるように、ＴＣ配線孔が形成されている。位置Ａ、Ｃは、上下方向５において内側ヒータ電極１２０と重ならない位置であり、位置Ｂは、上下方向５において内側ヒータ電極１２０と重なる位置である。ここで、図３（ａ）に示されるように、内側ヒータ電極１２０によって、中央に形成された略円形の間隙ＧＰ１と、間隙ＧＰ１を貫くように径方向に延びる直線状の間隙ＧＰ２と、間隙ＧＰ１を同心状に取り囲む３つの円弧状の間隙ＧＰ３～ＧＰ５が形成されている。位置Ａは、直線状に延びる間隙ＧＰ２と円弧状の間隙ＧＰ５とが交差する位置に対応し、位置Ｃは、直線状に延びる間隙ＧＰ２と円弧状の間隙ＧＰ４とが交差する位置に対応する。
＜セラミックスヒータ１００の製造方法＞
セラミックスヒータ１００の製造方法について説明する。以下では、セラミックス基材１１０及びシャフト１３０が窒化アルミニウムで形成される場合を例に挙げて説明する。
まず、セラミックス基材１１０の製造方法について説明する。図５（ａ）に示されるように、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粉末を主成分とする造粒粉Ｐにバインダーを加えてＣＩＰ成型し、円板状に加工して、複数の窒化アルミニウムの成形体５１０を作製する。なお、造粒粉Ｐには、５ｗｔ％以下の焼結助剤（例えば、Ｙ２Ｏ３）が含まれることが好ましい。次に、図５（ｂ）に示されるように、成形体５１０の脱脂処理を行い、バインダーを除去する。
図５（ｃ）に示されるように、脱脂された成形体５１０に、内側ヒータ電極１２０、外側ヒータ電極１２２、静電吸着用電極１２４を埋設するための凹部５１１と、ＴＣ配線孔の一部となる凹部５１２とを形成する。なお、凹部５１１、５１２は予め成形体５１０に形成しておいてもよい。
成形体５１０の凹部５１１に、内側ヒータ電極１２０、外側ヒータ電極１２２、静電吸着用電極１２４を配置し、別の成形体５１０を積層する。ここで、端子１２１、１２３（図３（ａ）、（ｂ）参照）と重なる位置にタングステン、モリブデン、又は、これらの少なくとも１つを含む合金によって形成されたペレットを埋設してもよい。ペレットを埋設した場合には、必要に応じて、内側ヒータ電極１２０とペレットとの間、及び外側ヒータ電極１２２とペレットとの間に、タングステン、モリブデン等の高融点金属の粉末をペーストにして塗布してもよい。これにより、電極とペレットとの間の密着性を高めることができる。
図５（ｄ）に示されるように、積層された複数の成形体５１０をプレスした状態で焼成（一軸ホットプレス焼成）し、焼成体を作製する。焼成の際に加える圧力は、１ＭＰａ以上であることが好ましい。また、１８００℃以上の温度で焼成することが好ましい。
図５（ｅ）に示されるように、端子部１２１、１２３を形成するために、内側ヒータ電極１２０、外側ヒータ電極１２２までの止まり穴加工を行う。なお、ペレットを埋設した場合には、ペレットまでの止まり穴加工を行えばよい。また、ＴＣ配線孔１７０を形成するための止り穴加工を行う。さらに、第１ガス流路１６４の一部となる貫通孔を形成する。これにより、内部に第１ガス流路１６４が形成されたセラミックス基材１１０を作製することができる。この場合、電極が第１ガス流路１６４から露出しないように、電極に予め所定のニゲを設けておく。
このようにして形成されたセラミックス基材１１０の上面１１１に対して研削を行い、ラップ加工（鏡面研磨加工）を行う。さらに、上面１１１に対してサンドブラスト加工を行うことにより、上面１１１に複数の凸部１５６及び環状凸部１５２を形成する。このとき、環状凸部１５２及び複数の凸部１５６の高さは同じになるように加工される。なお、複数の凸部１５６、環状凸部１５２を形成するための加工方法は、サンドブラスト加工が好適であるが、他の加工方法を用いることもできる。セラミックス基材１１０の下面１１３には、下面１１３から突出した接合用の凸部１１４が設けられてもよい。
次に、シャフト１３０の製造方法及びシャフト１３０とセラミックス基材１１０との接合方法について説明する。まず、バインダーを数ｗｔ％添加した窒化アルミニウムの造粒粉Ｐを静水圧（１ＭＰａ程度）で成形し、成形体を所定形状に加工する。このとき、成形体に第２ガス流路１６８となる貫通孔を形成する。なお、シャフト１３０の外径は、３０ｍｍ～１００ｍｍ程度である。シャフト１３０の円筒部１３１の端面には円筒部１３１の外径より大きい径を有するフランジ部１３３が設けられてもよい（図４参照）。円筒部１３１の長さは例えば、５０ｍｍ～５００ｍｍにすることができる。成形体を所定形状に加工した後、成形体を窒素雰囲気中で焼成する。例えば、１９００℃の温度で２時間焼成する。そして、焼成後に焼結体を所定形状に加工することによりシャフト１３０が形成される。円筒部１３１の上面とセラミックス基材１１０の下面１１３とを、１６００℃以上、１ＭＰａ以上の一軸圧力下で、拡散接合により固定することができる。この場合には、セラミックス基材１１０の下面１１３の表面粗さＲａは０．４μｍ以下であることが好ましく、０．２μｍ以下であることがさらに好ましい。また、円筒部１３１の上面とセラミックス基材１１０の下面１１３とを、接合剤を用いて接合することもできる。接合剤として、例えば、１０ｗｔ％のＹ２Ｏ３を添加したＡｌＮ接合材ペーストを用いることができる。例えば、円筒部１３１の上面とセラミックス基材１１０の下面１１３との界面に上記のＡｌＮ接合剤ペーストを１５μｍの厚さで塗布し、上面１１１に垂直な方向（シャフト１３０の長手方向６）に５ｋＰａの力を加えつつ、１７００℃の温度で１時間加熱することにより、接合することができる。あるいは、円筒部１３１の上面とセラミックス基材１１０の下面１１３とを、ねじ止め、ろう付け等によって固定することもできる。
以下、本発明について実施例１～１５を用いて更に説明する。但し、本発明は、以下に説明する実施例に限定されない。なお、図６には、以下に示す比較例及び実施例１～１５の結果をまとめた表が示されている。
［実施例１］
実施例１のセラミックスヒータ１００について説明する。実施例１においては、５ｗｔ％の焼結助剤（Ｙ２Ｏ３）を添加した窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を原料として、上述の作製方法により直径３１０ｍｍのセラミックス基材１１０を作製した。図７に示されるように、セラミックス基材１１０の厚さＤ０は２５ｍｍである。なお、内側ヒータ電極１２０として、モリブデンメッシュ（線径０．１ｍｍ、メッシュサイズ＃５０、平織り）を図３（ａ）の形状に裁断したものを作製した。同様に、外側ヒータ電極１２２として、同じモリブデンメッシュを図３（ｂ）の形状に裁断したものを作製した。さらに、図３（ｃ）の形状の静電吸着用電極１２４を作製し、これらの電極をセラミックス基材１１０に埋設した。なお、セラミックス基材１１０の上面１１１から内側ヒータ電極１２０までの上下方向５の距離Ｄ２（図７参照）は８ｍｍである。また、実施例１において、セラミックス基材１１０の厚さＤ０に対する、距離Ｄ２の比（Ｄ２／Ｄ０）は０．３２である。
また、セラミックス基材１１０には３つの熱電対１７１が埋設されている。３つの熱電対１７１の先端の測温接点１７１ａは、それぞれ、図３（ａ）に示される位置Ａ～Ｃに配置されている。セラミックス基材１１０の上面１１１から測温接点１７１までの上下方向５の距離Ｄ１（図７参照）は４ｍｍである。なお、図７に示されるように、熱電対１７１が配置されるＴＣ配線孔１７０の、上下方向５と直交する径方向に延びる部分は、上下方向５において内側ヒータ電極１２０よりも上方に位置している。
第１ガス流路１６４の開口１６４ａの直径は３ｍｍである。開口１６４ａの中心は、セラミックス基材１１０の中心から３０ｍｍの位置にある。
このような形状のセラミックスヒータ１００をプロセスチャンバに設置した。プロセスチャンバ内に、プロセスガスとしてアルゴンガスを２６６００Ｐａ（２００Ｔｏｒｒ）の圧力で供給した。さらに、第１ガス流路１６４を通じて、アルゴンガスを６６５０Ｐａ（５０Ｔｏｒｒ）の圧力に調節した。
そして、以下の手順でセラミックスヒータ１００の温度評価を行った。まず、セラミックス基材１１０の上に温度評価用のシリコンウェハを載せ、セラミックスヒータ１００の内側ヒータ電極１２０及び外側ヒータ電極１２２に不図示の外部電源を接続した。上記の圧力でプロセスガスと伝熱ガスを導入して、定常状態でセラミックス基材１１０の温度が約５００℃となるように外部電源の出力電力を調整した。実施例１においては、３つの熱電対１７１のうち、位置Ａ（図３（ａ）参照）に測温接点１７１ａが配置された熱電対１７１を用いてセラミックス基材１１０の温度制御を行った。
セラミックス基材１１０の温度が定常状態となった後に、赤外線カメラで温度評価用のシリコンウェハの温度分布を測定した。なお、温度評価用のシリコンウェハの温度分布の測定においては、セラミックス基材１１０の温度制御に用いられた測温接点１７１ａが配置された位置Ａに対応する、温度評価用のシリコンウェハの上面の位置を中心に、直径３０ｍｍの領域を測定領域と定義した。そして、測定領域内での最高温度と最低温度の差を温度差Δとした。温度差Δが小さいほど、ヒータ電極のパターンの影響を受けずに温度評価用のシリコンウェハの温度を均熱化できる。なお、温度評価用のシリコンウェハは、直径３００ｍｍのシリコンウェハの上面に厚さ３０μｍの黒体膜をコーティングしたものである。黒体膜とは、放射率（輻射率）が９０％以上である膜であり、例えば、カーボンナノチューブを主原料とする黒体塗料をコーティングすることにより成膜することができる。
上述のように、実施例１においては、位置Ａ（図３（ａ）参照）に測温接点１７１ａが配置された熱電対１７１を用いてセラミックス基材１１０の温度の調整を行った。実施例１において、温度評価用シリコンウェハの、位置Ａに対応する測定領域における温度差Δは１．１℃であった。
［実施例２］
実施例２においては、位置Ｃ（図３（ａ）参照）に測温接点１７１ａが配置された熱電対１７１を用いてセラミックス基材１１０の温度の調整を行った。この点を除いて、実施例２は実施例１と同様である。実施例２において、温度評価用シリコンウェハの、位置Ｃに対応する測定領域における温度差Δは０．９℃であった。
［比較例］
比較例においては、位置Ｂ（図３（ａ）参照）に測温接点１７１ａが配置された熱電対１７１を用いてセラミックス基材１１０の温度の調整を行った。つまり、上下方向５において内側ヒータ電極１２０と重なる位置に測温接点１７１ａが配置された熱電対１７１を用いてセラミックス基材１１０の温度の調整を行った。なお、この点を除いて、比較例は実施例１と同様である。比較例において、温度評価用シリコンウェハの、位置Ｂに対応する測定領域における温度差Δは２．６℃であった。
［実施例３］
実施例３においては、図８に示されるように、熱電対１７１が配置されるＴＣ配線孔１７０の、上下方向５と直交する径方向に延びる部分は、上下方向５において外側ヒータ電極１２２よりも下方に位置している。この点を除いて、実施例３は実施例１と同様である。実施例３において、温度評価用シリコンウェハの、位置Ａに対応する測定領域における温度差Δは１．２℃であった。
［実施例４］
実施例４においても、実施例３と同様に、熱電対１７１が配置されるＴＣ配線孔１７０の、上下方向５と直交する径方向に延びる部分は、上下方向５において外側ヒータ電極１２２よりも下方に位置している（図８参照）。さらに、実施例４においては、位置Ｃ（図３（ａ）参照）に測温接点１７１ａが配置された熱電対１７１を用いてセラミックス基材１１０の温度の調整を行った。これらの点を除いて、実施例４は実施例１と同様である。実施例４において、温度評価用シリコンウェハの、位置Ｃに対応する測定領域における温度差Δは１．０℃であった。
［実施例５］
実施例５～１１においては、実施例１と同様に、熱電対１７１が配置されるＴＣ配線孔１７０の、上下方向５と直交する径方向に延びる部分は、上下方向５において内側ヒータ電極１２０よりも上方に位置している（図７参照）。また、実施例５～１１においては、位置Ａ（図３（ａ）参照）に測温接点１７１ａが配置された熱電対１７１を用いてセラミックス基材１１０の温度の調整を行った。実施例５においては、セラミックス基材１１０の上面１１１から測温接点１７１までの上下方向５の距離Ｄ１（図７参照）を１ｍｍとした。この点を除いて、実施例５は実施例１と同様である。実施例５において、温度評価用シリコンウェハの、位置Ａに対応する測定領域における温度差Δは１．４℃であった。
［実施例６］
実施例６においては、セラミックス基材１１０の上面１１１から測温接点１７１までの上下方向５の距離Ｄ１（図７参照）を２ｍｍとした。この点を除いて、実施例６は実施例１と同様である。実施例６において、温度評価用シリコンウェハの、位置Ａに対応する測定領域における温度差Δは１．３℃であった。
［実施例７］
実施例７においては、セラミックス基材１１０の上面１１１から測温接点１７１までの上下方向５の距離Ｄ１（図７参照）を３ｍｍとした。この点を除いて、実施例７は実施例１と同様である。実施例７において、温度評価用シリコンウェハの、位置Ａに対応する測定領域における温度差Δは１．２℃であった。
［実施例８］
実施例８においては、セラミックス基材１１０の上面１１１から測温接点１７１までの上下方向５の距離Ｄ１（図７参照）を６ｍｍとした。この点を除いて、実施例８は実施例１と同様である。実施例８において、温度評価用シリコンウェハの、位置Ａに対応する測定領域における温度差Δは０．９℃であった。
［実施例９］
実施例９においては、セラミックス基材１１０の上面１１１から内側ヒータ電極１２０までの上下方向５の距離Ｄ２（図７参照）を５ｍｍとし、セラミックス基材１１０の上面１１１から測温接点１７１までの上下方向５の距離Ｄ１（図７参照）を２ｍｍとした。セラミックス基材１１０の厚さＤ０に対する、距離Ｄ２の比（Ｄ２／Ｄ０）は０．２である。これら点を除いて、実施例９は実施例１と同様である。実施例９において、温度評価用シリコンウェハの、位置Ａに対応する測定領域における温度差Δは１．６℃であった。
［実施例１０］
実施例１０においては、セラミックス基材１１０の上面１１１から内側ヒータ電極１２０までの上下方向５の距離Ｄ２（図７参照）を１２ｍｍとし、セラミックス基材１１０の上面１１１から測温接点１７１までの上下方向５の距離Ｄ１（図７参照）を６ｍｍとした。セラミックス基材１１０の厚さＤ０に対する、距離Ｄ２の比（Ｄ２／Ｄ０）は０．４８である。これら点を除いて、実施例１０は実施例１と同様である。実施例１０において、温度評価用シリコンウェハの、位置Ａに対応する測定領域における温度差Δは０．７℃であった。
［実施例１１］
実施例１１においては、セラミックス基材１１０の上面１１１から内側ヒータ電極１２０までの上下方向５の距離Ｄ２（図７参照）を１２ｍｍとし、セラミックス基材１１０の上面１１１から測温接点１７１までの上下方向５の距離Ｄ１（図７参照）を３ｍｍとした。セラミックス基材１１０の厚さＤ０に対する、距離Ｄ２の比（Ｄ２／Ｄ０）は０．４８である。これら点を除いて、実施例１１は実施例１と同様である。実施例１１において、温度評価用シリコンウェハの、位置Ａに対応する測定領域における温度差Δは０．９℃であった。
［実施例１２］
実施例１２においては、実施例１と同様に、熱電対１７１が配置されるＴＣ配線孔１７０の、上下方向５と直交する径方向に延びる部分は、上下方向５において内側ヒータ電極１２０よりも上方に位置している（図７参照）。実施例１２においては、位置Ｂ（図３（ａ）参照）に測温接点１７１ａが配置された熱電対１７１を用いてセラミックス基材１１０の温度の調整を行った。但し、測温接点１７１ａと内側ヒータ電極１２０とが上下方向５において重ならないように、図９に示されるように、内側ヒータ電極１２０の、測温接点１７１ａと重なる位置に、開口１２０ｈを形成した。これにより、位置Ｂ（図３（ａ）参照）に配置された測温接点１７１ａは、上下方向５において内側ヒータ電極１２０と重なっていない。これら点を除いて、実施例１２は実施例１と同様である。実施例１２において、温度評価用シリコンウェハの、位置Ｂに対応する測定領域における温度差Δは１．２℃であった。
［実施例１３］
実施例１３においては、実施例１と同様に、熱電対１７１が配置されるＴＣ配線孔１７０の、上下方向５と直交する径方向に延びる部分は、上下方向５において内側ヒータ電極１２０よりも上方に位置している（図７参照）。実施例１３においては、熱電対１７１が配置されるＴＣ配線孔１７０の、上下方向５と直交する径方向に延びる部分が、図１０に示されるように、セラミックス基板１１０の上面１１１及び下面１１３に平行な面内（水平面内）において曲線部分Ｃ１を有している。この点を除いて、実施例１３は実施例１と同様である。実施例１３において、温度評価用シリコンウェハの、位置Ａに対応する測定領域における温度差Δは１．１℃であった。
［実施例１４］
実施例１４においては、実施例３と同様に、熱電対１７１が配置されるＴＣ配線孔１７０の、上下方向５と直交する径方向に延びる部分は、上下方向５において外側ヒータ電極１２２よりも下方に位置している（図１１参照）。さらに、図１１に示されるように、熱電対１７１が配置されるＴＣ配線孔１７０の、上下方向５と直交する径方向に延びる部分はセラミックス基板１１０の上面１１１及び下面１１３に平行ではなく、実施例１４においては、熱電対１７１が配置されるＴＣ配線孔１７０の、上下方向５と直交する径方向に延びる部分が、図１１に示されるように、セラミックス基板１１０の上面１１１及び下面１１３に平行ではなく、上下方向５に平行な面内において曲線部分Ｃ２を有している。この点を除いて、実施例１４は実施例１と同様である。実施例１４において、温度評価用シリコンウェハの、位置Ａに対応する測定領域における温度差Δは１．１℃であった。
［実施例１５］
実施例１５においては、実施例１と同様に、熱電対１７１が配置されるＴＣ配線孔１７０の、上下方向５と直交する径方向に延びる部分は、上下方向５において内側ヒータ電極１２０よりも上方に位置している（図１２参照）。但し、図１２に示されるように、実施例１（図７）と比べて、内側ヒータ電極１２０及び外側ヒータ電極１２２がセラミックス基板１１０の上面１１１からより離れた位置に埋設されている。具体的には、実施例１５においては、セラミックス基材１１０の上面１１１から内側ヒータ電極１２０までの上下方向５の距離Ｄ２（図７参照）は１６ｍｍである。セラミックス基材１１０の厚さＤ０に対する、距離Ｄ２の比（Ｄ２／Ｄ０）は０．６４である。この点を除いて、実施例１５は実施例１と同様である。実施例１５において、温度評価用シリコンウェハの、位置Ａに対応する測定領域における温度差Δは０．４℃であった。
＜実施形態の作用効果＞
上記実施形態及び実施例１～１５において、セラミックスヒータ１００は、セラミックス基材１１０と、セラミックス基材１１０に埋設された複数の発熱体（内側ヒータ電極１２０及び外側ヒータ電極１２２のヒータ部１２２ａ）とを備えている。セラミックス基材１１０には、測温接点１７１ａが埋設された複数の熱電対１７１が設けられている。そして、複数の熱電対１７１のうち、少なくとも１つの熱電対１７１（例えば、測温接点１７１ａが位置Ａ及び位置Ｃ（図３（ａ）参照）に配置された熱電対１７１）においては、測温接点１７１ａが、内側ヒータ電極１２０及び外側ヒータ電極１２２のヒータ部１２２ａと上下方向において重なっていない。換言すれば、測温接点１７１ａは、セラミックス基材１１０におけるヒータ電極１２２の間に位置するセラミックス焼結体と重なっている。
例えば、上述の位置Ａ及び位置Ｃのように、ヒータ電極が形成する複数の間隙（ＧＰ１～ＧＰ５）が交差する交差領域と上下方向において重なる位置に熱電対１７１の測温接点１７１ａを配置することができる（実施例１～１１、１３～１５参照）。また実施例１２のように、ヒータ電極に設けられた開口と上下方向において重なる位置に、熱電対１７１の測温接点１７１ａを配置することができる。
上述のように、比較例においては、測温接点１７１ａが、内側ヒータ電極１２０と上下方向において重なる位置に配置された熱電対１７１を用いて、セラミックス基材１１０の温度を制御した。この場合には、上述のように定義した測定領域内の温度差Δが比較的大きな値（２．６℃）となった。これに対して、実施例１～１５においては、測温接点１７１ａが、内側ヒータ電極１２０及び外側ヒータ電極１２２のヒータ部１２２ａと上下方向において重なっていない位置に配置された熱電対１７１を用いて、セラミックス基材１１０の温度を制御した。この場合においては、測定領域内の温度差Δを１．６℃以内に抑えることができた。このことから、測温接点１７１ａが、内側ヒータ電極１２０及び外側ヒータ電極１２２のヒータ部１２２ａと上下方向において重なっていない位置に配置された熱電対１７１を用いて、セラミックス基材１１０の温度を制御することにより、温度評価用のシリコンウェハ等の加熱対象のウェハの温度の均熱性を向上させることに寄与できることが分かった。
本実施形態において、セラミックス基材１１０の上面１１１から測温接点１７１までの上下方向５の距離Ｄ１を、１ｍｍ≦Ｄ１≦４ｍｍとすることができる。一般に、セラミックス基材１１０に埋設された熱電対１７１で測定される温度と比べて、赤外線カメラで測定される温度測定用シリコンウェハの上面の温度の方が若干低くなる。セラミックス基材１１０の上面１１１から測温接点１７１までの上下方向５の距離Ｄ１を１ｍｍ≦Ｄ１≦４ｍｍとすることにより、セラミックス基材１１０に埋設された熱電対１７１で測定される温度を、赤外線カメラで測定される温度測定用シリコンウェハの上面の温度に近づけることができる。
本実施形態において、セラミックス基材１１０の厚さＤ０に対する、セラミックス基材１１０の上面１１１から内側ヒータ電極１２０までの上下方向５の距離Ｄ２の比Ｄ２／Ｄ０を、Ｄ２／Ｄ０≦０．４とすることができる。さらに、セラミックス基材１１０の上面１１１から測温接点１７１までの上下方向５の距離Ｄ１と、セラミックス基材１１０の上面１１１から内側ヒータ電極１２０までの上下方向５の距離Ｄ２とを、１ｍｍ≦Ｄ１≦Ｄ２とすることができる。なお、後述のように、外側ヒータ電極１２２を内側ヒータ電極１２０よりも上方に配置することもできる（図１３参照）。この場合には、セラミックス基材１１０の厚さＤ０に対する、セラミックス基材１１０の上面１１１から外側ヒータ電極１２２までの上下方向５の距離Ｄ２の比Ｄ２／Ｄ０を、Ｄ２／Ｄ０≦０．４とすることができる。さらに、セラミックス基材１１０の上面１１１から測温接点１７１までの上下方向５の距離Ｄ１と、セラミックス基材１１０の上面１１１から外側ヒータ電極１２２までの上下方向５の距離Ｄ２とを、１ｍｍ≦Ｄ１≦Ｄ２とすることができる。
ヒータ電極を埋設する位置をセラミックス基材１１０の上面１１１に近づけることにより、加熱対象のウェハに対する温度制御性を向上させることができる。そのため、セラミックス基材１１０の厚さＤ０に対する、セラミックス基材１１０の上面１１１からヒータ電極までの上下方向５の距離Ｄ２の比Ｄ２／Ｄ０は小さくすることが好ましい。なお、セラミックス基材１１０の上面１１１から測温接点１７１までの上下方向５の距離Ｄ１と、セラミックス基材１１０の上面１１１からヒータ電極までの上下方向５の距離Ｄ２とを、１ｍｍ≦Ｄ１≦Ｄ２としている。これにより、測温接点１７１をヒータ電極よりも上方に配置できる。さらに、測温接点１７１とセラミックス基材１１０の上面１１１との間に、例えばＲＦ電極などを配置するための十分な間隙を確保することができる。
上記実施形態において、セラミックス基材１１０の厚さＤ０に対する、セラミックス基材１１０の上面１１１からヒータ電極までの上下方向５の距離Ｄ２の比Ｄ２／Ｄ０を、０．５≦Ｄ２／Ｄ０≦０．９とすることができる。ヒータ電極を埋設する位置をセラミックス基材１１０の上面１１１から遠ざけることにより、セラミックス基材１１０の内部に熱電対１７１を配置するためのＴＣ配線孔１７０を形成する十分な領域を確保することができる。
上記実施形態において、熱電対１７１は、シャフト１３０の外径よりも内側の領域において配線されている。具体的には、シャフト１３０の円筒部１３１に、熱電対１７１を挿入するためのＴＣ配線孔１７０の一部が形成されている。セラミックスヒータ１００にシャフト１３０が設けられているため、シャフト１３０に接続される部材とセラミックス基材１１０との間の断熱性を向上させることができ、加熱対象となるウェハの均熱性を向上させることができる。さらに、シャフト１３０の内部にＴＣ配線孔１７０を設けることができるので、熱電対１７１の配線が容易となる。
本実施形態において、実施例１３のように、熱電対１７１が配置されるＴＣ配線孔１７０の、上下方向５と直交する径方向に延びる部分が、水平面内において曲線部分を有していてもよい。また、実施例１４のように、熱電対１７１が配置されるＴＣ配線孔１７０の、上下方向５と直交する径方向に延びる部分が、上下方向に平行な面内において曲線部分を有していてもよい。いずれの場合においても、熱電対１７１がＴＣ配線溝１７０に挿入された際に、熱電対１７１がＴＣ配線溝１７０の壁面と接触して撓むことにより弾性変形する。これにより、熱電対１７１の先端の測温接点１７１ａが、ＴＣ配線溝１７０の端部に押しつけられるため、測温接点１７１ａの測温精度が向上する。なお、ＴＣ配線孔１７０に形成された曲線部分は、必ずしも曲線状でなくてもよく、例えば、折れ線状であってもよい。この場合にも同様の効果を奏することができる。
＜変更形態＞
上述の実施形態は、あくまで例示に過ぎず、適宜変更しうる。例えば、熱電対１７１として、ＳＵＳシース熱電対を用いることには限られず、適宜の熱電対を用いることができる。なお、測温体として、熱電対を用いることにも限られない。例えば、白金抵抗体などの測温抵抗体、光ファイバー温度計のような光学式の測温体などの任意の測温体を用いることができる。ＴＣ配線孔１７０の形状、断面形状なども測温体に合わせて適宜変更できる。セラミックス基材１１０、シャフト１３０の形状及び寸法は上記実施形態のものには限られず、適宜変更しうる。環状凸部１５２の高さ、幅等の寸法、縦断面形状、上面の表面粗さＲａの大きさは適宜変更しうる。複数の凸部１５６の高さ、上面１５６ａの形状、上面１５６ａの表面粗さＲａの大きさは適宜変更しうる。複数の凸部１５６の配置も適宜変更しうる。
上記実施形態においては、ヒータ電極として、モリブデン、タングステン、モリブデン及び／又はタングステンを含む合金を用いていたが、本発明はそのような態様には限られない。例えば、モリブデン、タングステン以外の金属又は合金を用いることもできる。また、ヒータ電極の形状（パターン）、配置なども適宜変更しうる。例えば、図１３に示されるように、内側ヒータ電極１２０の上方に、外側ヒータ電極１２２を配置することができる。この場合には、加熱対象のウェハの外周部を加熱する外側ヒータ電極１２２のヒータ部１２２ａと、加熱対象のウェハとの距離を近づけることができるので、加熱対象のウェハの外周部の温度調整が容易となる。
上記実施形態においては、セラミックスヒータ１００はシャフト１３０を備えていたが、本発明はそのような態様には限られず、セラミックスヒータ１００は必ずしもシャフト１３０を備えていなくてもよい。また、セラミックスヒータ１００がシャフト１３０を備えている場合であっても、シャフト１３０の円筒部１３１に、上下方向５に延びる第２ガス流路１６８が形成されていなくてもよい。例えば、第２ガス流路１６８に代えて、円筒部１３１の中空の領域（給電線１４０が設けられている領域）に、別途ガスの配管を設けることもできる。同様に、必ずしも円筒部１３１の筒の内部に熱電対１７１を配置するＴＣ配線孔１７０を設ける必要は無く、例えば、円筒部１３１の中空の領域に熱電対１７１を配線することもできる。
以上、発明の実施形態及びその変更形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記の記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に多様な変更または改良を加えることが当業者に明らかである。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれうることが請求の範囲の記載からも明らかである。
明細書、及び図面中において示した製造方法における各処理の実行順序は、特段に順序が明記されておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるので無い限り、任意の順序で実行しうる。便宜上、「まず、」「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するわけではない。
＜付記＞
本発明は以下の［１］～［１０］の態様を含みうる。
［１］上面、及び、前記上面と上下方向において対向する下面を有するセラミックス基材と、
前記セラミックス基材に埋設された複数の発熱体と、
測温部が前記セラミックス基材に埋設された複数の測温体と、を備え、
前記複数の測温体うち、少なくとも１つの前記測温体の前記測温部は、前記上下方向において前記複数の発熱体と重ならない位置に配置されていることを特徴とするセラミックスヒータ。
［２］前記セラミックス基材の前記上面と、前記少なくとも１つの測温体の前記測温部との間の、前記上下方向の距離Ｄ１が、
１ｍｍ≦Ｄ１≦４ｍｍ
である［１］に記載のセラミックスヒータ。
［３］前記セラミックス基材の前記上下方向の厚さＤ０と、
前記距離Ｄ１と、
前記セラミックス基材の前記上面と、前記発熱体のうち少なくとも１つの発熱体との間の、前記上下方向の距離Ｄ２とが、
Ｄ２／Ｄ０≦０．４、且つ、１ｍｍ≦Ｄ１≦Ｄ２
である［１］又は［２］に記載のセラミックスヒータ。
［４］前記セラミックス基材の前記上下方向の厚さＤ０と、
前記セラミックス基材の前記上面と、前記発熱体のうち少なくとも１つの発熱体との間の、前記上下方向の距離Ｄ２とが、
０．５≦Ｄ２／Ｄ０≦０．９
である［１］又は［２］に記載のセラミックスヒータ。
［５］前記複数の発熱体は、複数の間隙を形成するように配置され、
前記少なくとも１つの測温体の前記測温部は、前記複数の間隙が交差する交差領域と前記上下方向において重なるように配置されている、［１］～［４］のいずれか一つに記載のセラミックスヒータ。
［６］前記複数の発熱体のうち、少なくとも１つの発熱体には開口が形成されており、
前記少なくとも１つの測温体の前記測温部は、前記開口と前記上下方向において重なるように配置されている、［１］～［５］のいずれか一つに記載のセラミックスヒータ。
［７］さらに、前記セラミックス基材の前記下面に接合されたシャフトを備え、
前記複数の測温体は、前記シャフトの外径よりも内側の領域において配線されている、［１］～［６］のいずれか一つに記載のセラミックスヒータ。
［８］前記セラミックス基材の内部には、前記複数の測温体が配置された複数の配線孔が形成されており、
前記複数の配線孔のうち、前記少なくとも１つの測温体が配置された配線孔は、前記上下方向に直交する水平方向において曲線状、又は、折れ線状に延びる第１曲線部分を有する、［１］～［７］のいずれか一つに記載のセラミックスヒータ。
［９］前記セラミックス基材の内部には、前記複数の測温体が配置された複数の配線孔が形成されており、
前記複数の配線孔のうち、前記少なくとも１つの測温体が配置された配線孔は、前記上下方向において曲線状、又は、折れ線状に延びる第２曲線部分を有する［１］～［８］のいずれか一つに記載のセラミックスヒータ。
［１０］前記複数の発熱体は、前記セラミックス基材の外周部分に埋設されたアウター発熱体と、前記アウター発熱体よりも内側であって、且つ、前記アウター発熱体よりも下方に埋設されたインナー発熱体とを有し、
前記少なくとも１つの測温体の前記測温部と前記アウター発熱体との間の前記上下方向の距離は、前記少なくとも１つの測温体の前記測温部と前記インナー発熱体との間の前記上下方向の距離よりも小さい、［１］～［９］のいずれか一つに記載のセラミックスヒータ。
１００ セラミックスヒータ
１１０ セラミックス基材
１２０ 内側ヒータ電極
１２２ 外側ヒータ電極
１３０ シャフト
１４０、１４２ 給電線
１５２ 環状凸部
１５６ 複数の凸部

Claims (10)

  1. 上面、及び、前記上面と上下方向において対向する下面を有するセラミックス基材と、
    前記セラミックス基材に埋設された複数の発熱体と、
    測温部が前記セラミックス基材に埋設された複数の測温体と、を備え、
    前記複数の測温体うち、少なくとも１つの前記測温体の前記測温部は、前記上下方向において前記複数の発熱体と重ならない位置に配置されていることを特徴とするセラミックスヒータ。
  2. 前記セラミックス基材の前記上面と、前記少なくとも１つの測温体の前記測温部との間の、前記上下方向の距離Ｄ１が、
    １ｍｍ≦Ｄ１≦４ｍｍ
    である請求項１に記載のセラミックスヒータ。
  3. 前記セラミックス基材の前記上下方向の厚さＤ０と、
    前記距離Ｄ１と、
    前記セラミックス基材の前記上面と、前記発熱体のうち少なくとも１つの発熱体との間の、前記上下方向の距離Ｄ２とが、
    Ｄ２／Ｄ０≦０．４、且つ、１ｍｍ≦Ｄ１≦Ｄ２
    である請求項２に記載のセラミックスヒータ。
  4. 前記セラミックス基材の前記上下方向の厚さＤ０と、
    前記セラミックス基材の前記上面と、前記発熱体のうち少なくとも１つの発熱体との間の、前記上下方向の距離Ｄ２とが、
    ０．５≦Ｄ２／Ｄ０≦０．９
    である請求項２に記載のセラミックスヒータ。
  5. 前記複数の発熱体は、複数の間隙を形成するように配置され、
    前記少なくとも１つの測温体の前記測温部は、前記複数の間隙が交差する交差領域と前記上下方向において重なるように配置されている、請求項１～４のいずれか一項に記載のセラミックスヒータ。
  6. 前記複数の発熱体のうち、少なくとも１つの発熱体には開口が形成されており、
    前記少なくとも１つの測温体の前記測温部は、前記開口と前記上下方向において重なるように配置されている、請求項１～４のいずれか一項に記載のセラミックスヒータ。
  7. さらに、前記セラミックス基材の前記下面に接合されたシャフトを備え、
    前記複数の測温体は、前記シャフトの外径よりも内側の領域において配線されている請求項１～４のいずれか一項に記載のセラミックスヒータ。
  8. 前記セラミックス基材の内部には、前記複数の測温体が配置された複数の配線孔が形成されており、
    前記複数の配線孔のうち、前記少なくとも１つの測温体が配置された配線孔は、前記上下方向に直交する水平方向において曲線状、又は、折れ線状に延びる第１曲線部分を有する請求項１～４のいずれか一項に記載のセラミックスヒータ。
  9. 前記セラミックス基材の内部には、前記複数の測温体が配置された複数の配線孔が形成されており、
    前記複数の配線孔のうち、前記少なくとも１つの測温体が配置された配線孔は、前記上下方向において曲線状、又は、折れ線状に延びる第２曲線部分を有する請求項１～４のいずれか一項に記載のセラミックスヒータ。
  10. 前記複数の発熱体は、前記セラミックス基材の外周部分に埋設されたアウター発熱体と、前記アウター発熱体よりも内側であって、且つ、前記アウター発熱体よりも下方に埋設されたインナー発熱体とを有し、
    前記少なくとも１つの測温体の前記測温部と前記アウター発熱体との間の前記上下方向の距離は、前記少なくとも１つの測温体の前記測温部と前記インナー発熱体との間の前記上下方向の距離よりも小さい請求項１～４のいずれか一項に記載のセラミックスヒータ。
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