JP6955629B2 - ヒータ及びその製造方法 - Google Patents

Description

本開示は、ヒータ及びその製造方法に関する。

半導体製造装置などに用いられるヒータが知られている（例えば特許文献１）。このようなヒータは、例えば、ヒータプレートを含んでおり、当該ヒータプレートの上面に載置されたウェハを加熱する。ヒータプレートは、セラミックからなる板状の基体と、基体内にて基体の上面に沿って延びる抵抗発熱体とを有している。

特許文献２は、上記のようなウェハを加熱するためのヒータではなく、排気ガスの酸素濃度を検出する酸素センサを加熱するためのヒータを開示している。このヒータは、セラミックからなる基体と、当該基体に埋設された抵抗発熱体とを有している。特許文献２は、陽イオンの抵抗発熱体への侵入を遅延させるために、また、抵抗発熱体が膨張する容積を収容するために、基体と抵抗発熱体との間に間隙を形成することを提案している。

国際公開第０１／６３９７２号 特開平６−３１７５５０号公報

本開示の一態様に係るヒータは、絶縁性の基体と、抵抗発熱体とを有している。前記基体は、ウェハが載置される所定面を有している。前記抵抗発熱体は、前記基体内で前記所定面に沿って延びている。前記抵抗発熱体の上面と前記基体とは接している。前記抵抗発熱体の側面と前記基体との間には、真空の、又はガスが満たされている空隙が介在している。

本開示の一態様に係るヒータは、絶縁性の基体と、抵抗発熱体とを有している。前記基体は、ウェハが載置される所定面を有している。前記抵抗発熱体は、前記基体内で前記所定面に沿って延びている。前記抵抗発熱体の上面と前記基体とは接している。前記抵抗発熱体の下面と前記基体との間には、真空の、又はガスが満たされている空隙が介在している。

本開示の一態様に係るヒータの製造方法は、凹溝形成ステップと、材料配置ステップと、積層ステップと、焼成ステップとを有している。前記凹部形成ステップでは、第１セラミックグリーンシートの第１主面又は第２セラミックグリーンシートの第２主面に、所定のパターンで延びる凹溝を形成する。前記材料配置ステップでは、前記第１主面及び前記第２主面の一方に、前記所定のパターンかつ前記凹溝よりも狭い幅で、抵抗発熱体の材料を配置する。前記積層ステップでは、前記凹溝形成ステップ及び前記材料配置ステップの後に、前記第１主面及び前記第２主面を互いに向かい合わせて前記第１セラミックグリーンシートと前記第２セラミックグリーンシートとを重ねる。前記焼成ステップでは、互いに重ねられた前記第１セラミックグリーンシート及び前記第２セラミックグリーンシートを焼成する。

図１（ａ）は第１実施形態に係るヒータの構成を示す平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線における断面図、図１（ｃ）は図１（ｂ）の領域Ｉｃの拡大図。 図２（ａ）は図１（ｂ）のIIａ−IIａ線における断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の領域IIｂの拡大図。 図３（ａ）は図１（ｃ）の領域IIIａの拡大図、図３（ｂ）は図２（ｂ）の領域IIIｂの拡大図。 図４（ａ）、図４（ｂ）、図４（ｃ）及び図４（ｄ）は実施形態に係るヒータにおける空隙の横断面形状に係る第１〜第４具体例を示す図。 図５（ａ）、図５（ｂ）及び図５（ｃ）は実施形態に係るヒータにおける空隙の横断面形状に係る第５〜第７具体例を示す図。 図２（ａ）の領域VIの拡大図。 図７（ａ）は第２実施形態に係るヒータの要部を示す断面図、図７（ｂ）は第３実施形態に係るヒータの要部を示す断面図。 実施形態に係るヒータの製造方法の手順の概要の一例を示すフローチャート。 図９（ａ）、図９（ｂ）、図９（ｃ）及び図９（ｄ）は図８のフローチャートを補足する模式的な断面図。 図１０（ａ）は図９（ｃ）の領域Ｘａの拡大図、図１０（ｂ）及び図１０（ｃ）は図９（ｄ）の領域Ｘｂの拡大図。 図１１（ａ）、図１１（ｂ）及び図１１（ｃ）はヒータの製造方法の変形例を説明する図。 実施形態に係るヒータにおける空隙の第８具体例を示す図。

以下、本開示の実施形態に係るヒータについて、図面を参照しながら説明する。但し、以下で参照する各図は、説明の便宜上の模式的なものである。従って、細部は省略されていることがあり、また、寸法比率は必ずしも現実のものとは一致していない。また、ヒータは、各図に示されていない周知の構成要素をさらに備えていても構わない。

＜第１実施形態＞
（ヒータの概略構成）
図１（ａ）は、実施形態に係るヒータ１０の構成を示す平面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線における断面図である。図１（ｃ）は、図１（ｂ）の領域Ｉｃの拡大図である。図２（ａ）は、図１（ｂ）のIIａ−IIａ線における断面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）の領域IIｂの拡大図である。

これらの図には、直交座標系ｘｙｚを付している。ヒータ１０の使用時においては、例えば、ｚ軸方向正側が上方とされる。ヒータ１０は、概略平板状のプレート１０ａを有している。そして、ヒータ１０は、プレート１０ａ上に載置されるウェハ１０１の加熱に利用される。なお、特に図示しないが、ヒータ１０は、例えば、プレート１０ａに加えて、プレート１０ａから垂下されたパイプ、プレート１０ａに接続されたケーブル、及び／又はプレート１０ａへの電力供給の制御を行う制御部を有していてもよい。

プレート１０ａの上面１ａ及び下面１ｂは、例えば、概ね平面である。プレート１０ａの平面形状及び各種の寸法は、加熱対象物の形状及び寸法等を考慮して適宜に設定されてよい。例えば、平面形状は、円形（図示の例）または矩形である。寸法の一例を示すと、直径は２０ｃｍ以上３５ｃｍ以下、厚さは５ｍｍ以上３０ｍｍ以下である。

プレート１０ａは、例えば、絶縁性の基体１と、基体１に埋設されている抵抗発熱体２と、抵抗発熱体２に電力を供給するための端子４とを備えている。抵抗発熱体２に電流が流れることによって、ジュールの法則に従って熱が発生し、ひいては、基体１の上面１ａに載置されているウェハ１０１が加熱される。

基体１の外形は、プレート１０ａの外形を構成している。従って、上述のプレート１０ａの形状及び寸法に係る説明は、そのまま基体１の外形及び寸法の説明と捉えられてよい。基体１の材料は、例えば、セラミックスである。セラミックスは、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）、炭化珪素（ＳｉＣ）及び窒化珪素（Ｓｉ_３Ｎ_４）等を主成分とする焼結体である。基体１は、全体が同一の材料から構成されている必要は無く、例えば、上面側と下面側とで互いに異なる材料が用いられていてもよい。

抵抗発熱体２は、基体１の上面１ａ及び下面１ｂに沿って（例えば平行に）延びている。また、抵抗発熱体２は、平面視において、例えば、基体１の概ね全面に亘って延びている。

平面視における抵抗発熱体２の具体的なパターンは適宜なものとされてよい。例えば、抵抗発熱体２は、プレート１０ａにおいて１本のみ設けられており、その一端から他端まで自己に対して交差することなく延びている。また、図示の例では、抵抗発熱体２は、プレート１０ａを４分割した各領域において、円周方向に往復するように（ミアンダ状に）延びている。

換言すれば、図示の例では、抵抗発熱体２は、円周方向に沿って湾曲しつつ互いに並列（例えば平行）に延びている複数の延在部２ｖと、互いに隣り合う延在部２ｖの一方から他方への折り返し部分を構成している屈曲部２ｗとを有している。なお、屈曲部２ｗの形状は、例えば、図示のように全体として湾曲する形状であってもよいし、図示の例とは異なり、延在部２ｖの端部間を直線的に延びる形状であってもよい。互いに隣り合う延在部２ｖの中心線同士の距離の１／２を屈曲部２ｗの半径と仮定すると、屈曲部２ｗの曲率は、延在部２ｖの曲率よりも大きい。

抵抗発熱体２の横断面（長さ方向に直交する断面）における形状及び寸法は、例えば、抵抗発熱体２の長さ方向において概ね一定である。ただし、一定でなくてもよい。例えば、内周側の延在部２ｖと外周側の延在部２ｖとで幅が異なったり、延在部２ｖと屈曲部２ｗとで幅が異なったりしていてもよい。

抵抗発熱体２の厚さ（ｚ方向）及び幅並びに両者の比率の具体的な値は適宜に設定されてよい。本実施形態では、幅が厚さよりも大きい場合を例に取るものとする。すなわち、本実施形態では、抵抗発熱体２が上面１ａに概ね平行な帯状に形成されている場合を例に取る。この場合の寸法の一例を挙げると、幅は、３ｍｍ以上１５ｍｍ以下、厚さは、３０μｍ以上１５０μｍ以下である。また、例えば、幅は、厚さの２０倍以上である。抵抗発熱体２の基体１に対する上下の位置も適宜に設定されてよい。

抵抗発熱体２の材料は、電流が流れることによって熱を生じる導体（例えば金属）である。導体は、適宜に選択されてよく、例えば、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、プラチナ（Ｐｔ）若しくはインジウム（Ｉｎ）又はこれらを主成分とする合金である。また、抵抗発熱体２の材料は、前記のような金属を含む導電ペーストを焼成して得られるものであってもよい。すなわち、抵抗発熱体２の材料は、ガラス粉末及び／又はセラミック粉末等の添加剤（別の観点では無機絶縁物）を含むものであってもよい。

端子４は、例えば、抵抗発熱体２の長さ方向両端に接続されているとともに、当該両端の位置にて、基体１のうちの下面１ｂ側の部分を貫通して下面１ｂから露出している。これにより、プレート１０ａの外部から抵抗発熱体２へ電力を供給可能になっている。１対の端子４（抵抗発熱体２の両端）は、例えば、プレート１０ａの中央側に位置している。

（ヒータ内の空隙）
図３（ａ）は、図１（ｃ）の領域IIIａの拡大図である。図３（ｂ）は、図２（ｂ）の領域IIIｂの拡大図である。なお、これらの図では、便宜上、ｘ軸は抵抗発熱体２の幅方向に平行に付され、ｙ軸は抵抗発熱体２の長さ方向に平行に付されている。これらの図は、抵抗発熱体２のうち延在部２ｖにおける断面拡大図となっている。ただし、屈曲部２ｗの断面も、基本的には延在部２ｖの断面と同様とされてよい。

抵抗発熱体２は、基体１の上面１ａ側に面する上面２ａと、基体１の下面１ｂ側に面する下面２ｂと、抵抗発熱体２の幅方向両側にて上面２ａと下面２ｂとをつなぐ１対の側面２ｃとを有している。図示の例では、抵抗発熱体２の横断面の形状は、概ね矩形である。従って、上面２ａ、下面２ｂ及び側面２ｃは、概ね平面状である。なお、図示の例とは異なり、上面２ａ（又は下面２ｂ）と側面２ｃとの境界は、必ずしも明瞭でなくてもよい。

抵抗発熱体２の上面２ａ及び下面２ｂは、基体１に接している。一方、側面２ｃは、少なくとも一部（図示の例では全部）が基体１に接しておらず、側面２ｃと基体１との間に空隙３が位置している。なお、抵抗発熱体２の上面２ａは、その全体が完全に基体に接している必要は無く、一部に空隙が存在してもよい。この空隙は、例えば、側面２ｃの空隙に比較して小さい。

空隙３は、真空とされ、又はガスが満たされている。ガスは、例えば、空気又は窒素である。なお、理論上、真空の空隙３は、熱を伝えない。また、通常、空気又は窒素等の気体の熱伝導率は、基体１を構成している絶縁材料よりも熱伝導率が低い。

空隙３は、基本的に抵抗発熱体２の長さの全体に亘って連続的に延びている。ただし、誤差により、又は意図的に、途中に途切れる部分が形成されていても構わない。換言すれば、空隙３は、抵抗発熱体２に沿って連続的に延びる部分を含んでいる。当該部分の長さは、例えば、空隙３の幅Ｗよりも長く、抵抗発熱体２の幅よりも長く、これらの１０倍よりも長く、又は抵抗発熱体２の長さの８割よりも長い。

空隙３の横断面（抵抗発熱体２の長さ方向に直交する断面）の形状及び大きさは、抵抗発熱体２の長さ方向に対して、一定であってもよいし、変化していてもよい。変化は、意図的なものであってもよいし、製造誤差によるものであってもよい。なお、空隙３が連続的に延びている部分の長さを空隙３の幅Ｗと比較するとき、幅Ｗは、空隙３の長さ全体内の、又は当該部分の長さ内の、平均値であってもよいし、最大値であってもよい。抵抗発熱体２の幅と比較する場合も同様である。

なお、一横断面において、空隙３の幅は、上下方向の位置によって異なることがある（後述する図５（ｂ）参照）。本開示において、単に空隙３の幅という場合、例えば、図５（ｂ）の幅Ｗで示されるように、平面透視したときの各横断面における最大幅を指すものとする。特に図示しないが、抵抗発熱体２の幅についても同様である。

実施形態の説明では、特に断りがない限り、空隙３（及び抵抗発熱体２）の横断面の形状及び大きさは、基本的に、抵抗発熱体２の長手方向に概ね一定であるものとする。すなわち、特に断りが無い限り、以下に述べる一横断面における抵抗発熱体２及び空隙３の形状及び寸法に関する説明は、他の横断面においても概ね同様に成り立つものとする（後述する種々の具体例及び第２実施形態以降も同様。）。なお、横断面の形状及び大きさが長手方向に一定でない場合は、以下に述べる説明は、長手方向の所定範囲においてのみ成り立つだけでも構わない。

空隙３の横断面の形状は、後述する横断面の形状に係る種々の具体例からも理解されるように、適宜に設定されてよい。図３（ａ）では、矩形が例示されている。当該矩形は、基体１の上面１ａ及び下面１ｂに概ね平行な２辺と、当該２辺に直交する２辺とを有している。基体１の上面１ａ及び下面１ｂに概ね平行な２辺は、例えば、抵抗発熱体２の上面２ａ及び下面２ｂに概ね面一である。すなわち、図３（ａ）では、空隙３の高さＨ（ｚ軸方向の大きさ）は、抵抗発熱体２の厚さと同等とされている。

空隙３の高さＨ及び幅Ｗ等の各種の寸法も適宜に設定されてよい。例えば、空隙３の高さＨ（高さが幅方向に一定でない場合は例えば最大値、平均値又は最小値）は、抵抗発熱体２の厚さ（例えば側面２ｃ付近を除く平均値。特に断りがない限り、本開示において同様。）に対して、小さくてもよいし、同等（例えば両者の差は抵抗発熱体２の厚さの１０％未満）でもよいし、大きくてもよい。また、空隙３の幅Ｗは、空隙３の高さＨ（高さが一定でない場合は例えば最大高さ）よりも小さくてもよいし、同等でもよいし、大きくてもよい。幅Ｗの一例を挙げると、例えば、１０μｍ以上５００μｍ以下、空隙３の最大高さ若しくは抵抗発熱体２の厚さの１／１０以上２０倍以下、及び／又は抵抗発熱体２の幅の１／３以下である。なお、以下に説明する空隙３の横断面形状に係る種々の具体例においても、高さ及び幅の寸法並びに両者の大小関係は適宜に設定されてよい。

（空隙の横断面形状に係る種々の具体例）
図４（ａ）〜図５（ｃ）は、空隙３の横断面における形状の種々の具体例を示す図であり、図３（ａ）の領域IVに対応している。なお、図３（ａ）は、空隙３の横断面の形状が矩形である具体例と捉えられてもよいし、以下に説明する種々の具体例を抽象的に示したものと捉えられてもよい。

（横断面形状の第１具体例）
図４（ａ）の例では、空隙３の側面３ｃ（抵抗発熱体２とは反対側の面）と、空隙３の上面３ａ又は下面３ｂとの角部は面取りされている。面取り面は、図示のように曲面状であってもよいし、図示とは異なり、平面状であってもよい。なお、特に図示しないが、側面３ｃの全体が抵抗発熱体２側を凹とする曲面状となっていてもよい。

また、図４（ａ）の例では、抵抗発熱体２の側面２ｃは、外側に膨らむ凸面となっている。この凸面は、例えば、概略、曲面である。すなわち、凸面の接線の向きの変化は基本的に連続的である。ただし、側面２ｃには、空隙３の高さＨ及び幅Ｗに比較して微小な凹凸が存在しても構わない。

（横断面形状の第２具体例）
図４（ｂ）の例では、空隙３の形状（及び抵抗発熱体２の側面２ｃの形状）は、図４（ａ）の例と同様である。ただし、図４（ａ）の例では、空隙３の高さＨが抵抗発熱体２の厚さと同等であったのに対して、図４（ｂ）の例では、空隙３の高さＨは、抵抗発熱体２の厚さよりも小さくなっている。換言すれば、空隙３は、抵抗発熱体２の厚さよりも高さが小さい部分（本例では空隙３の全部）を含んでいる。別の観点では、抵抗発熱体２の側面２ｃは、一部のみが空隙３に接している。側面２ｃの他の部分は、基体１に接している。

このような空隙３のうち抵抗発熱体２の厚さよりも小さい部分の高さ、及び／又は抵抗発熱体２の側面２ｃのうち空隙３に接する部分の上下方向に平行な長さ（側面２ｃの湾曲等を無視した長さ）の具体的な値は、適宜に設定されてよい。例えば、これらの値は、抵抗発熱体２の厚さの９／１０未満であってもよいし、１／２未満であってもよいし、２／５未満であってもよい。また、これらの値は、例えば、１μｍ以上、及び／又は抵抗発熱体２の厚さの１％以上である。

なお、後述する種々の例においても、空隙３は、抵抗発熱体２の厚さよりも高さが小さい部分を有し、及び／又は抵抗発熱体２の側面２ｃは、上下方向の一部のみが空隙３に接することがある。そのような例における上下方向の大きさの具体的な値も、上記と同様に適宜に設定されてよい。ただし、後述する種々の例の説明では、基本的に、実際に図示されている例の値の大きさについてのみ言及する。図４（ｂ）では、空隙３の高さ（側面２ｃのうち空隙３に接する部分の上下方向の長さ）は、抵抗発熱体２の厚さの１／２以上９／１０未満とされている。

抵抗発熱体２の側面２ｃのうち空隙３に接する部分の位置も適宜に設定されてよい。例えば、当該部分は、図示のように、上面２ａ及び下面２ｂのいずれにもつながらない部分であってもよいし、図示とは異なり、上面２ａにつながる部分であってもよいし、下面２ｂにつながる部分であってもよい。また、当該部分は、上面２ａ及び下面２ｂのいずれにもつながらない場合において、抵抗発熱体２の厚さの概ね中央に位置していてもよいし、図示とは異なり、上面２ａ側又は下面２ｂ側に寄っていてもよい。

なお、後述する種々の例においても、抵抗発熱体２の側面２ｃのうち一部が空隙３に接することがある。そのような例における側面２ｃが空隙３に接する位置も上記と同様に種々の位置とされてよい。ただし、後述する種々の例の説明では、基本的に、実際に図示されている例の位置についてのみ言及する。図４（ｂ）では、側面２ｃのうち空隙３に接する部分は、抵抗発熱体２の厚さの中央に位置している。空隙３に接する部分が抵抗発熱体２の厚さの中央に位置しているとは、例えば、当該部分の上下方向の中央位置が抵抗発熱体２の厚さの中央側の１／３に収まっている状態である。

（横断面形状の第３具体例）
図４（ｃ）の例では、抵抗発熱体２は、側面２ｃに突部２ｄを有している。突部２ｄは、上方側の面が基体１に接しており、下方側の面が基体１から離れている。すなわち、真空の、又はガスが満たされている空隙３は、突部２ｄの下方側の面と基体１との間に広がっている。

突部２ｄの具体的な形状、厚さ（上下方向）、突出量（抵抗発熱体２の幅方向）、空隙３に対する相対的な大きさ等は、適宜に設定されてよい。図示の例では、突部２ｄは、先端側ほど薄くなるテーパ形状とされている。突部２ｄと空隙３とが接している面の、抵抗発熱体２の幅方向に平行な長さは、例えば、空隙３の幅Ｗの１／３以上である。

また、図４（ｃ）の例では、空隙３は、高さＨ１の第１高さ部３ｅと、高さＨ１よりも低い高さＨ２の第２高さ部３ｆとを有している。第２高さ部３ｆは、第１高さ部３ｅに対して、抵抗発熱体２の側面２ｃに対して反対側に位置している。

第１高さ部３ｅ及び第２高さ部３ｆの形状及び大きさ等は適宜に設定されてよい。図示の例では、高さＨ１は、図４（ｂ）の例の空隙３の高さＨよりも更に小さくなっており、抵抗発熱体２の厚さの２／５以上１／２未満となっている。第１高さ部３ｅは、突部２ｄが設けられていないと仮定すると、抵抗発熱体２側から概ね一定の高さで抵抗発熱体２の幅方向外側へ延びている。図示の例では、空隙３を構成する空間の上方へ突部２ｄが入り込むことによって、空隙３は、第１高さ部３ｅよりも抵抗発熱体２側に第１高さ部３ｅよりも高さが低い部分を含んでいる。第２高さ部３ｆは、先端側（抵抗発熱体２とは反対側）ほど薄くなるテーパ状とされている。

（横断面形状の第４具体例）
図４（ｄ）の例では、抵抗発熱体２が無いものとして考えると、基体１内の空所（空隙３を含む）の形状及び大きさは、概ね、図４（ｃ）の形状及び大きさと同様である。ただし、図４（ｃ）の例では、抵抗発熱体２は、側面２ｃに突部２ｄを有していたのに対して、図４（ｄ）の例では、抵抗発熱体２は、側面２ｃに凹部２ｅを有している。別の観点では、空隙３は、抵抗発熱体２の側面２ｃへ入り込む部分を有している。当該部分は、第１高さ部３ｅよりも高さが低い部分を含む。

凹部２ｅの形状及び大きさ等は適宜に設定されてよい。図示の例では、凹部２ｅは、底面側（抵抗発熱体２の幅方向中央側）ほど上下方向（抵抗発熱体２の厚さ方向）の径が小さくなるテーパ状とされている。凹部２ｅの上下方向の最大径（開口面における径）は、例えば、抵抗発熱体２の厚さよりも小さく、空隙３の高さの１／３以上１倍以下となっている。

（横断面形状の第５具体例）
図５（ａ）の例では、空隙３は、その全体が抵抗発熱体２とは反対側ほど上下方向の径が小さくなるテーパ状とされている。別の観点では、空隙３は、図４（ｃ）及び図４（ｄ）の例と同様に、第１高さ部３ｅと、第１高さ部３ｅよりも抵抗発熱体２とは反対側に位置し、第１高さ部３ｅの高さＨ１よりも低い高さＨ２の第２高さ部３ｆとを有している。

ただし、図４（ｃ）及び図４（ｄ）の例では、空隙３は、第１高さ部３ｅよりも抵抗発熱体２側に、第１高さ部３ｅよりも低い高さの部分（符号省略）を有していたが、本例では、第１高さ部３ｅが抵抗発熱体２の側面２ｃに接している。換言すれば、空隙３のうち側面２ｃに接している部分は、空隙３内で高さが最も大きい部分である。当該部分の高さは、例えば、抵抗発熱体２の厚さよりも小さくされている。

（横断面形状の第６具体例）
図５（ｂ）の例では、空隙３は、図４（ｃ）〜図５（ａ）と同様に、高さＨ１の第１高さ部３ｅと、第１高さ部３ｅに対して抵抗発熱体２とは反対側に位置しており、高さＨ１よりも低い高さＨ２の第２高さ部３ｆとを有している。また、空隙３は、図５（ａ）と同様に、第１高さ部３ｅが抵抗発熱体２の側面２ｃに接している。

ただし、本例では、既述の他の例のように徐々に空隙３の高さが低くなるのではなく、段階的に空隙３の高さが低くなっている。すなわち、第１高さ部３ｅと第２高さ部３ｆとの間の高さの変化は比較的急激であり、第２高さ部３ｆは、第１高さ部３ｅから抵抗発熱体２とは反対側へ突出するような形状となっている。

第１高さ部３ｅ及び第２高さ部３ｆの形状及び大きさ等は、適宜に設定されてよい。図示の例では、第１高さ部３ｅは、抵抗発熱体２の厚さと概ね同等の高さＨ１を有し、また、抵抗発熱体２の側面２ｃとは反対側へ膨らむ側面を有している。高さＨ１は、例えば、抵抗発熱体２の厚さの４／５以上である。第２高さ部３ｆは、高さＨ１よりも低い高さＨ２を有しているとともに、高さＨ２よりも大きい幅を有している。

なお、図５（ｂ）の高さＨ１から理解されるように、空隙３が抵抗発熱体２の側面２ｃの凸面又は突部によって上下に分断されている場合、空隙３の高さＨは、分断されたそれぞれではなく、抵抗発熱体２の凸面等による分断がないものとして定義されてよい。

（横断面形状の第７具体例）
図５（ｃ）の例では、空隙３は、抵抗発熱体２の側面２ｃから離れるほど下方に位置するように傾斜している。換言すれば、空隙３は、第１位置部３ｍと、第１位置部３ｍに対して側面２ｃとは反対側かつ第１位置部３ｍよりも下方に位置している第２位置部３ｎと、を含んでいる。なお、ここでいう第２位置部３ｎが第１位置部３ｍよりも下方に位置しているとは、第２位置部３ｎの全体が第１位置部３ｍの全体よりも下方に位置しているという意味ではなく、第２位置部３ｎの基準位置（例えば上下方向の中央位置）が、第１位置部３ｍの基準位置（例えば上下方向の中央位置）よりも下方に位置しているという意味である。

第１位置部３ｍ及び第２位置部３ｎの形状及び大きさ等は適宜に設定されてよい。図示の例では、空隙３は、概ね一定の高さＨで直線状に延びており、第１位置部３ｍ及び第２位置部３ｎは互いに同等の形状及び高さである。空隙３は、例えば、抵抗発熱体２の側面２ｃに対して概ね中央に接しており、空隙３の先端（側面２ｃとは反対側）は、抵抗発熱体２の下面２ｂよりもやや上方に位置している。

なお、上記のように、第２位置部３ｎは、その高さＨの中央位置が第１位置部３ｍの高さＨの中央位置よりも下方に位置すればよい。従って、例えば、空隙３が、水平な下面と、抵抗発熱体２の側面２ｃから離れるほど下方に位置するように傾斜した上面とからなる三角形の場合も、第１位置部３ｍ及び第２位置部３ｎが設けられているといえる。また、例えば、図５（ｂ）の例において、第２高さ部３ｆの高さＨ２の中央位置が第１高さ部３ｅの高さＨ１の中央位置よりも下方に位置している場合も、空隙３は、第１位置部３ｍ及び第２位置部３ｎを有しているといえる。

（横断面形状の第８具体例）
図１２は、空隙３の横断面における形状の第８具体例を示す図であり、図１（ｃ）の拡大図に相当している。

この例では、空隙３の高さＨは、抵抗発熱体２の厚さよりも大きくなっている。より詳細には、空隙３は、抵抗発熱体２よりも上方に広がっているとともに、抵抗発熱体２よりも下方に広がっている。換言すれば、空隙３の上面３ａは、抵抗発熱体２の上面２ａよりも上方に位置し、空隙３の下面３ｂは、抵抗発熱体２の下面２ｂよりも下方に位置している。

ただし、高さＨが抵抗発熱体２の厚さよりも大きい場合において、上面３ａが上面２ａよりも上方に位置している一方で、下面３ｂが下面２ｂと面一となっていたり、下面３ｂが下面２ｂと上面２ａとの間に位置していたりしてもよい。同様に、高さＨが抵抗発熱体２の厚さよりも大きい場合において、下面３ｂが下面２ｂよりも下方に位置している一方で、上面３ａが上面２ａと面一となっていたり、上面３ａが上面２ａと下面２ｂとの間に位置していたりしてもよい。

高さＨが抵抗発熱体２の厚さよりも大きい空隙３において、高さＨは、空隙３の幅Ｗよりも大きくてもよいし（図示の例）、同等でもよいし、小さくてもよい。また、この具体例における高さＨ及び幅Ｗの具体的な値も、図３（ａ）を参照して説明した大きさの範囲内とされてよい。例えば、高さＨは、抵抗発熱体２の厚さの１．１倍以上２０倍以下とされてよい。また、高さＨは、抵抗発熱体２の厚さの２０倍よりも大きくされてもよい。

図３（ａ）の説明において、誤差により、又は意図的に、抵抗発熱体２の長さ方向において、空隙３が途切れる部分が存在していてもよいことを述べた。これは、換言すれば、抵抗発熱体２の側面２ｃが基体１に接する部分が存在してもよいということである。図１２では、側面２ｃと空隙３との、抵抗発熱体２の幅方向における位置関係について、誤差による、又は意図的なばらつきも示している。

具体的には、図１２の左側においては、抵抗発熱体２の側面２ｃと空隙３の抵抗発熱体２側の側面３ｄとが概ね面一である構成が示されている。図１２の中央においては、側面２ｃが空隙３内に位置している（側面３ｃと側面３ｄとの間に位置している）構成が示されている。図１２の右側においては、側面２ｃが空隙３の抵抗発熱体２とは反対側の側面３ｃに当接している構成が示されている。特に図示しないが、抵抗発熱体２は、空隙３内で屈曲するなどして、側面２ｃ以外の部分が側面３ｃ等に接していてもよい。抵抗発熱体２の一方の側面２ｃと、他方の側面２ｃとで、上記のような空隙３に対する位置関係が互いに異なっていてもよい。

上記のようなばらつきがある場合において、いずれの構成が抵抗発熱体２の長手方向に占める割合が大きくてもよい。また、図１２では、上記の複数の構成が１本の抵抗発熱体２の長手方向の互いに異なる部位に位置しているものとして説明したが、いずれか１つの構成が１本の抵抗発熱体２の長さ方向の概ね全体に亘っていてもよい。

上記の種々の具体例は、適宜に組み合わされてよい。例えば、図４（ａ）、図４（ｂ）及び図５（ａ）〜図５（ｃ）の例では、抵抗発熱体２の側面２ｃは、全面が凸面とされたが、図４（ｃ）又は図４（ｄ）のように、突部２ｄ又は凹部２ｅを有する形状とされてもよい。逆に、図４（ｃ）及び図４（ｄ）において、側面２ｃの全面が凸面とされてもよい。

また、例えば、図４（ｃ）、図４（ｄ）、図５（ａ）及び図５（ｃ）において、空隙３の抵抗発熱体２の側面２ｃに接する部分の高さ（別の観点では、高さＨ１及び／又は最大高さ）は、抵抗発熱体２の厚さよりも小さくされたが、当該部分の厚さは、図４（ａ）又は図５（ｂ）の例と同様に、抵抗発熱体２の厚さと同等であってもよい。

また、例えば、図５（ａ）の空隙３のテーパ形状と、図５（ｂ）の空隙３の高さの段階的な変化とが組み合わされてもよいし、図４（ｃ）〜図５（ｂ）の空隙３の形状と、図５（ｃ）の空隙３の傾きとが組み合わされてもよい。

また、例えば、図１２の例では、図３（ａ）と同様に、抵抗発熱体２の側面２ｃとして平面状のものが示されたが、側面２ｃの形状として、図４（ａ）〜図５（ｃ）の形状又はその組み合わせが適用されてよい。例えば、図１２において、側面２ｃは、凸面又は凹面を含んでいてよい。また、例えば、図１２の例では、空隙３の横断面の形状として、図３（ａ）と同様に、矩形状のものが示されたが、図４（ａ）〜図５（ｃ）の形状又はその組み合わせが適用されてよい。例えば、図１２において、空隙３は、角部が面取りされていたり、側面が凸面又は凹面を有していたり、高さ及び／又は位置が連続的若しくは段階的に変化していたりしてよい。

（屈曲部の空隙の幅の例）
図６は、図２（ａ）の領域VIの拡大図である。

上述のように、抵抗発熱体２及び空隙３の横断面における形状及び寸法は、基本的に抵抗発熱体２の長手方向に沿って一定とされてよい。ただし、図６に示すように、延在部２ｖと屈曲部２ｗとの間で、空隙３の形状及び／又は寸法に差異があってもよい。

図６に示す例では、折り返しの内側（２本の延在部２ｖ及びその両端を接続している屈曲部２ｗに囲まれる側）の空隙３は、延在部２ｖに沿っている第１側方部３ｐと、屈曲部２ｗに沿っている第２側方部３ｑとを有している。そして、第２側方部３ｑの幅Ｗ２は、第１側方部３ｐの幅Ｗ１よりも広くなっている。また、第２側方部３ｑの幅Ｗ２は、屈曲部２ｗの外側の空隙３の幅Ｗ３よりも広くなっている。幅Ｗ３は、外側の空隙３の延在部２ｖに沿っている部分の幅Ｗ４よりも広くてもよいし、同等でもよいし、狭くてもよい。

なお、空隙３の横断面の形状は、先に述べた種々の具体例のいずれであってもよいし、第１側方部３ｐと第２側方部３ｑとで同一であってもよいし、異なっていてもよいし、屈曲部２ｗの内側の空隙３と外側の空隙３とで同一であってもよいし、異なっていてもよい。幅Ｗ１〜Ｗ４の具体的な値等は適宜に設定されてよい。例えば、幅Ｗ２は、幅Ｗ１又はＷ３の１．１倍以上又は１．５倍以上である。

以上のとおり、本実施形態では、ヒータ１０は、基体１及び抵抗発熱体２を有している。基体１は、絶縁性材料からなり、また、ウェハ１０１が載置される所定面（上面１ａ）を有している。抵抗発熱体２は、基体１内で上面１ａに沿って延びている。抵抗発熱体２の上面２ａと基体１とは接しており、かつ抵抗発熱体２の側面２ｃと基体１との間には、真空の、又はガスが満たされている空隙３が介在している。

従って、例えば、抵抗発熱体２の上面２ａと基体１とが接していることから、抵抗発熱体２の熱は、基体１の上面１ａへ伝わりやすい。一方、側面２ｃに接している空隙３は、例えば、断熱効果を発揮する。これにより、例えば、抵抗発熱体２から側方への熱の伝達が低減される。また、例えば、空隙３は、上面１ａと下面１ｂとの間に位置しているから、上面１ａ側の熱が下面１ｂ側へ逃げるおそれが低減される。その結果、例えば、上面１ａ上のウェハを効率的に加熱することができる。また、別の観点では、例えば、上面１ａと下面１ｂとの間に断熱効果を発揮する空隙３が位置していることから、下面１ｂの温度が上面１ａに影響を及ぼすおそれが低減される。ひいては、上面１ａを均等に加熱することが容易化される。これにより、例えば、ウェハの加工精度を向上させることができる。また、均等な加熱によって、過大な熱応力が基体１の一部に局在するおそれが低減される。

また、本実施形態では、空隙３は、抵抗発熱体２の幅方向における空隙３の大きさよりも大きい長さで抵抗発熱体２が延びる方向に連続している。

従って、空隙３は、抵抗発熱体２に沿って延びる形状であるといえ、その体積に対して抵抗発熱体２の側面２ｃに沿う長さを大きくできる。その結果、例えば、空隙３による基体１の強度の低下を低減しつつ、効率的に空隙３による断熱効果を得ることができる。

また、本実施形態では、空隙３は、抵抗発熱体２の幅方向の両側に形成されている。

従って、例えば、上述した断熱効果等の種々の効果が向上する。また、ウェハ用のヒータ１０の抵抗発熱体２は、そのパターンが本実施形態のようにミアンダ状である場合も、渦巻状である場合も、通常、互いに平行に延びる部分（本実施形態では延在部２ｖ）を有している。そして、抵抗発熱体２の両側に空隙３が形成されている場合、基体１のうち、互いに並列な延在部２ｖ間に挟まれる部分は、互いに並列な空隙３に挟まれて、抵抗発熱体２から分離される。従って、空隙３による断熱効果が相乗的に向上する。

また、本実施形態では、空隙３は、上下方向の大きさ（高さＨ）が抵抗発熱体２の上下方向の大きさ（厚さ）よりも小さい部分を含んでいてよい（例えば図４（ｂ）〜図５（ｃ））。

この場合、例えば、基体１の上面１ａ側と下面１ｂ側とを断熱する効果を得つつ、基体１の体積の減少を抑制して、基体１の熱容量を大きくすることができる。また、例えば、空隙３の上面が抵抗発熱体２の上面２ａよりも下方に位置している場合には、基体１の熱容量を上面１ａ側において大きくすることができる。抵抗発熱体２の側面２ｃの上方側が基体１に接している場合は、例えば、側面２ｃから基体１の上面１ａ側へ熱を伝えることができる。これらのことから、基体１の上面１ａ側を効率的に加熱することができる。

また、本実施形態では、空隙３は、上下方向の大きさが抵抗発熱体２の上下方向の大きさよりも大きい部分を含んでいてよい（図１２）。

この場合、例えば、基体１の上面１ａ側と下面１ｂ側とを断熱する効果を大きくすることができる。また、例えば、抵抗発熱体２の幅方向の端部において抵抗発熱体２の膨張が許容されやすくなる。例えば、抵抗発熱体２が幅方向に膨張したときに、抵抗発熱体２の幅方向の端部は、空隙３内で上方又は下方に屈曲して、空隙３の幅Ｗ以上に変位することが可能である。その結果、例えば、基体１に加えられる応力が低減される。

また、本実施形態では、空隙３は、第１高さ部３ｅと、第１高さ部３ｅに対して抵抗発熱体２の側面２ｃとは反対側に位置しており、上下方向の大きさ（高さＨ）が第１高さ部３ｅよりも小さい第２高さ部３ｆと、を含んでいてもよい（図４（ｃ）〜図５（ｂ））。

この場合、例えば、抵抗発熱体２の熱膨張による側面２ｃの変位を第１高さ部３ｅによって吸収して熱応力を緩和することが容易である。その一方で、例えば、第２高さ部３ｆにより、空隙３の体積の増大を抑えつつ、空隙３を抵抗発熱体２の側面２ｃから離れた位置まで広げて、基体１の上面１ａ側と下面１ｂ側とを断熱する効果を大きくすることができる。

また、本実施形態では、空隙３は、第１位置部３ｍと、第１位置部３ｍに対して抵抗発熱体２の側面２ｃとは反対側かつ第１位置部３ｍよりも下方に位置している第２位置部３ｎと、を含んでいてもよい（図５（ｃ））。

この場合、例えば、上述した断熱効果を得つつも、抵抗発熱体２から基体１の上面１ａへの熱の伝達を促進したり、基体１の上面１ａ側の熱容量を確保したりすることができる。ひいては、加熱の効率化及び均一化の効果が向上する。

また、本実施形態では、抵抗発熱体２は、基体１の上面１ａの平面視において、互いに並列に延びている２つの延在部２ｖと、２つの延在部２ｖの一方から他方への折り返し部分を構成している屈曲部２ｗと、を有している。空隙３は、延在部２ｖに沿っている第１側方部３ｐと、屈曲部２ｗに沿っており、第１側方部３ｐよりも幅が広い第２側方部３ｑと、を有していてよい（図６）。

例えば、屈曲部２ｗ周辺では、延在部２ｖに加えて屈曲部２ｗが存在していることから、抵抗発熱体２の密度が高くなりやすい。その結果、相対的に温度が上昇しやすい。このような屈曲部２ｗにおいて空隙３の幅が広くされ、断熱効果が相対的に高くされることによって、基体１の均一な温度上昇を実現しやすい。

また、本実施形態では、屈曲部２ｗの内側の空隙３は、屈曲部２ｗの外側の空隙３よりも幅が広い部分を有していてもよい（図６）。

例えば、２つの延在部２ｖと屈曲部２ｗに囲まれた領域は、その外側に比較して、熱の逃げ場が少なくなりやすい。その結果、相対的に温度が上昇しやすい。このような内側において空隙３の幅が広くされ、断熱効果が相対的に高くされることによって、基体１の均一な温度上昇を実現しやすい。

また、本実施形態では、抵抗発熱体２の側面２ｃは、凸面を有していてもよい（例えば図４（ａ）〜図５（ｃ））。

この場合、例えば、空隙３の幅Ｗ（最大幅）は、抵抗発熱体２の側面２ｃのうち最も空隙３側に突出している部分に規定される幅よりも内側へ広がる。これにより、断熱効果を向上させることができる。また、例えば、図４（ｂ）等に示すように、抵抗発熱体２の側面２ｃが基体１に接している場合は、凸面であることによって、その接触面積を大きくすることができる。その結果、例えば、上面２ａへの熱の伝達を促進しやすい。

また、本実施形態では、抵抗発熱体２の側面２ｃは、突部２ｄを有していてもよい。突部２ｄの基体１の上面１ａ側の面は、基体１に接していてよい。空隙３は、突部２ｄの基体１の下面１ｂ側の面と基体１との間に介在する部分を含んでいてよい（図４（ｃ））。

この場合、例えば、空隙３による断熱効果を維持しつつ、抵抗発熱体２の基体１に対する上面１ａ側への接触面積を拡大することができる。その結果、例えば、上面１ａ側の加熱効率が向上する。

また、本実施形態では、抵抗発熱体２の側面２ｃは、凹部２ｅを有していてもよい（図４（ｄ））。

この場合、例えば、抵抗発熱体２の基体１に対する上面１ａ側への接触面積を確保しつつ、空隙３の幅Ｗを広くして基体１の下面１ｂの熱が上面１ａの温度に及ぼす影響を低減することができる。

＜第２実施形態＞
図７（ａ）は、第２実施形態に係るヒータの要部を示す断面図であり、図３（ａ）に対応している。

第２実施形態に係るヒータは、抵抗発熱体２の下面２ｂと基体１との間に空隙５が形成されている点のみが第１実施形態と相違する。空隙５は、抵抗発熱体２の側面２ｃと基体１との間の空隙３と同様に、真空とされ、又はガスが満たされている空間である。

なお、図７（ａ）では、空隙３の横断面の形状として、図５（ａ）に例示したものが図示されている。ただし、空隙３の横断面の形状はこれに限定されず、例えば、第１実施形態で例示した他の具体例が本実施形態に組み合わされてよい。また、図７（ａ）では、抵抗発熱体２の横断面の形状として、矩形の角部を面取りした形状が図示されている。ただし、抵抗発熱体２の横断面の形状はこれに限定されず、例えば、第１実施形態で例示した種々の具体例が本実施形態に組み合わされてもよい。

既に述べたように、抵抗発熱体２及び空隙の横断面の形状及び大きさは、例えば、基本的に、抵抗発熱体２の長さの全体に亘って概ね一定である。従って、例えば、空隙５も、基本的に抵抗発熱体２の長さの全体に亘って連続的に延びている。ただし、途中に途切れる部分が存在しても構わない。空隙５の、抵抗発熱体２に沿って連続的に延びる部分の長さは、例えば、空隙５の幅Ｗよりも長く、抵抗発熱体２の幅よりも長く、これらの１０倍よりも長く、又は抵抗発熱体２の長さの８割よりも長い。

空隙５の横断面の形状及び大きさ等は適宜に設定されてよい。図示の例では、空隙５は、概略一定の高さ（ｚ軸方向）で抵抗発熱体２の幅方向に広がっている。空隙５の高さは、例えば、抵抗発熱体２の厚さの１／２以下、及び／又は３０μｍ以下若しくは１０μｍ以下であり、また、１μｍ以上、及び／又は抵抗発熱体２の厚さの１％以上である。空隙５の幅は、例えば、抵抗発熱体２の幅の１／２以上１倍未満である。なお、図示の例では、空隙５は、幅方向の全体に亘って途切れずに広がっているが、製造誤差により、又は意図的に、空隙５が途切れる部分が存在していてもよい。また、空隙５は、例えば、抵抗発熱体２の幅に対して、その中央側に位置している。ただし、抵抗発熱体２に対してその幅方向の一方に寄っていてもよい。

空隙３と空隙５とは、例えば、基本的に互いに遮断されている。ただし、抵抗発熱体２の長手方向の一部において、空隙３と空隙５とが通じている横断面が存在していてもよい。例えば、空隙３と空隙５とは、空隙５が形成されている長さの８割以上に亘って互いに遮断されている。空隙３の下面３ｂが図１２の例のように抵抗発熱体２の下面２ｂよりも下方に位置している場合において、下面３ｂは、空隙５の下面に対して、上方に位置していてもよいし、面一であってもよいし、下方に位置していてもよい。このことは、後述する第３実施形態においても同様である。

以上のとおり、第２実施形態では、ヒータは、基体１及び抵抗発熱体２を有している。基体１は、絶縁性材料からなり、また、ウェハ１０１が載置される上面１ａ（第１実施形態参照）を有している。抵抗発熱体２は、基体１内で上面１ａに沿って延びている。抵抗発熱体２の上面２ａと基体１とは接しており、かつ抵抗発熱体２の下面２ｂと基体１との間には、真空の、又はガスが満たされている空隙５が介在している。

従って、例えば、抵抗発熱体２の上面２ａと基体１とが接していることから、抵抗発熱体２の熱は、基体１の上面１ａへ伝わりやすい。一方、下面２ｂに接している空隙５は、例えば、断熱効果を発揮する。これにより、例えば、抵抗発熱体２から下面１ｂへの熱の伝達が低減される。その結果、上面１ａ上のウェハを効率的に加熱することができる。

また、本実施形態では、空隙３と空隙５とが組み合わされている。この場合、例えば、空隙５が設けられていることによって、基体１においては、抵抗発熱体２の上方側の温度が空隙５の下方の温度よりも上昇する。このとき、基体１内の熱は、抵抗発熱体２の上方から抵抗発熱体２の側方を回り込んで抵抗発熱体２の下方へ逃げようとする。その経路上に、断熱効果を発揮する空隙３が位置する。その結果、例えば、基体１の上面１ａの加熱を促進する効果が相乗的に向上する。

＜第３実施形態＞
図７（ｂ）は、第３実施形態に係るヒータの要部を示す断面図であり、図３（ａ）に対応している。

第３実施形態は、抵抗発熱体２の側面２ｃと基体１との間の空隙３と、抵抗発熱体２の下面２ｂと基体１との間の空隙５とが通じている点のみが第２実施形態と相違する。

なお、図７（ｂ）では、空隙３の横断面の形状として、概略半円状のものを例示している。すなわち、空隙３の内面は、抵抗発熱体２側を凹とする曲面状に形成されている。また、抵抗発熱体２の横断面の形状として、矩形状のものが例示されている。ただし、第２実施形態と同様に、空隙３及び抵抗発熱体２の横断面の形状は、これに限定されず、例えば、第１実施形態で例示した種々の具体例が本実施形態に組み合わされてよい。

空隙３及び空隙５の横断面の大きさ等が適宜に設定されてよいことは、第１及び第２実施形態と同様である。ただし、これらは、空隙３と空隙５とが連通されるように設定されている。例えば、空隙３は、抵抗発熱体２の側面２ｃ側の高さ（ｚ軸方向）が抵抗発熱体２の厚さ以上となっている（空隙３は図１２の例に類するものである。）、及び／又は抵抗発熱体２側の部分が下方に寄っている。また、空隙５は、抵抗発熱体２の下面２ｂ側の幅が抵抗発熱体２の幅以上となっている。

なお、空隙３と空隙５との境界は明確でなくてもよい。また、図示の例では、空隙５は、両側の空隙３の双方に通じているが、一方のみに通じていてもよい。この場合、空隙５は、抵抗発熱体２に対して、その通じている空隙３側に寄っていてもよい。

以上の第３実施形態においても、第２実施形態と同様の効果が奏される。例えば、基体１の上面１ａの加熱を促進することができる。また、空隙５と空隙３とが通じることにより、抵抗発熱体２の側面２ｃ及び下面２ｂに亘って断熱効果が得られるから、前記の効果が向上する。なお、第２実施形態は、第３実施形態に比較して、例えば、空隙３と空隙５とを遮断している部分が基体１に対して抵抗発熱体２を支持するスペーサとして機能するから、ヒータの強度を確保することが容易である。

＜ヒータの製造方法＞
図８は、ヒータ１０の製造方法の手順の概要の一例を示すフローチャートである。図９（ａ）〜図９（ｄ）は、当該フローチャートを補足する模式的な断面図であり、図１（ｂ）に対応している。図１０（ａ）は図９（ｃ）の領域Ｘａの拡大図である。図１０（ｂ）及び図１０（ｃ）は、図９（ｄ）の領域Ｘｂの拡大図である。なお、以下の説明では、製造工程の進行に伴って、部材の特性及び形状が変化しても、その変化の前後で同一の符号を用いることがある。

ステップＳＴ１では、図９（ａ）（及び図９（ｃ））に示すように、基体１となるセラミックグリーンシート６及び７を準備する。上面１ａ及び下面１ｂの符号から理解されるように、セラミックグリーンシート６は、基体１のうち下面１ｂ側部分を構成するものであり、セラミックグリーンシート７は、基体１のうち上面１ａ側部分を構成するものである。ただし、セラミックグリーンシート６及び７と上面１ａ及び下面１ｂとの関係は、上記とは逆であってもよい。セラミックグリーンシートの製造方法は、公知の種々の方法と同様でよい。

ステップＳＴ２では、図９（ｂ）に示すように、セラミックグリーンシート６に凹溝６ａを形成する。凹溝６ａは、基体１において抵抗発熱体２を収容するとともに一部が空隙３（及び空隙５）となる部分であり、平面視において、抵抗発熱体２のパターンと概ね同一のパターンで延びている。凹溝６ａの形成方法は適宜なものとされてよい。例えば、砥粒をセラミックグリーンシート６に吹き付けてセラミックグリーンシート６を削るブラスト法が用いられてよい。

ステップＳＴ３では、図９（ｃ）及び図１０（ａ）に示すように、セラミックグリーンシート７に抵抗発熱体２となる導電材料８（例えば導電ペースト）を配置する。導電材料８は、平面視において、抵抗発熱体２のパターンと同様のパターンで配置される。導電材料８の配置方法は、公知の種々のものとされてよい。例えば、スクリーン印刷が用いられてよい。なお、特に図示しないが、セラミックグリーンシート７ではなく、セラミックグリーンシート６の凹溝６ａ内に導電材料８を配置することも可能である。

ステップＳＴ４では、図９（ｄ）及び図１０（ｂ）に示すように、セラミックグリーンシート６及び７を互いに貼り合わせる。この際、導電材料８は凹溝６ａに収容される。凹溝６ａの幅は、導電材料８の幅よりも広く、導電材料８の両側には、空隙３となる空間が構成される。貼り合わせにおいては、図１０（ｃ）に示すように、厚さ方向に圧縮力Ｆが加えられてもよい。これにより、凹溝６ａ及び導電材料８が潰れて変形してもよい。

ステップＳＴ５では、セラミックグリーンシート６及び７を焼成する。これにより、抵抗発熱体２が埋設された基体１が作成される。すなわち、ヒータ１０が作製される。

上記の製造方法において、凹溝６ａ及び導電材料８の形状及び寸法、セラミックグリーンシートの周囲の雰囲気、セラミックグリーンシートに付与する圧力等の種々の条件を適宜に調整することによって、空隙３の横断面の形状に係る種々の具体例等が実現される。

例えば、セラミックグリーンシートの貼り合わせに際して、凹溝６ａのうち空隙３となる部分を潰し、及び／又はセラミックグリーンシートのうち導電材料８と重なる部分を凹ませて、図４（ｂ）〜図５（ｃ）に示すような、抵抗発熱体２の厚さよりも薄い空隙３が形成されてよい。このような変形が生じるように、例えば、導電材料８の厚さに対して凹溝６ａを浅くしたり、圧縮力Ｆを比較的大きくしたり、セラミックグリーンシートを比較的柔らかくしたり、導電材料８の粘度を比較的高くしたり、及び／又は減圧雰囲気下でセラミックグリーンシートを貼り合わせたり（空隙３を減圧したり）してよい。

また、例えば、凹溝６ａにおいて、幅方向両側に幅方向中央側よりも深い部分を形成し、及び／又は、セラミックグリーンシート７の凹溝６ａの幅方向両側部分に対向する位置に凹溝を形成したりして、図１２に示すような、抵抗発熱体２の厚さよりも厚い空隙３が形成されてよい。

また、例えば、凹溝６ａの横断面の形状を矩形に近づけて、図３（ａ）、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示す形状が実現されてよい。

また、例えば、図１０（ａ）〜図１０（ｃ）から理解されるように、開口側ほど拡径するように凹溝６ａを形成して、図４（ｃ）〜図５（ａ）に示すような、空隙３の全部又は一部において、抵抗発熱体２から離れるほど高さが小さくなる形状が実現されてよい。なお、このような開口側ほど拡径する凹溝６ａは、ブラスト法によって形成することができる。

また、例えば、焼成後の抵抗発熱体２の収縮量が基体１の収縮量に比較して相対的に大きく、抵抗発熱体２の側面２ｃが基体１から幅方向中央側へ離れることによって、図５（ｂ）に示す第１高さ部３ｅが形成されてよい。

また、例えば、セラミックグリーンシートの貼り合わせに際して、セラミックグリーンシート７が導電材料８に押されて凹部が形成されることによって、空隙３が抵抗発熱体２の厚さの中央側に位置するようにされてよい。また、セラミックグリーンシート６及び７の一方を相対的に柔らかくして、空隙３を前記一方側へ寄せてもよい。

また、例えば、凹溝６ａの幅を屈曲部２ｗに対応する部分にて屈曲部２ｗの内側へ広くすることによって、図６に示す、相対的に広い第２側方部３ｑが実現されてよい。なお、特に図示しないが、凹溝６ａの位置を導電材料８の幅方向の一方側へ寄せることによって、抵抗発熱体２の幅方向の一方側にのみ空隙３が形成されたり、一方側の空隙３の幅が他方側の空隙３の幅よりも広くされたりしてもよい。

また、例えば、凹溝６ａの深さを導電材料８の厚さよりも大きくすることによって、空隙５が形成されてよい。又は、焼成後の抵抗発熱体２の収縮量が基体１の収縮量に比較して相対的に大きく、抵抗発熱体２の下面２ｂが基体１から離れることによって、空隙５が形成されてよい。下面２ｂが上面２ａに優先して離れるように、セラミックグリーンシート６及び／又は７の表面に薬剤を塗布してもよい。また、例えば、凹溝６ａの底面に凹凸を形成し、凸部が導電材料８に当接し、凹部が導電材料から離れるようにすれば、図７（ａ）の空隙３から遮断された空隙５を形成することができる。

また、例えば、セラミックグリーンシートの貼り合わせに際して、導電材料８の配置方法を適宜に選択することによって、又は導電材料８を押し潰すことによって、図４（ａ）、図４（ｂ）、図５（ａ）〜図５（ｃ）に示すような、抵抗発熱体２において、曲面（凸面）状の側面２ｃが実現されてよい。また、押し潰された導電材料８が空隙３へはみ出すことによって、図４（ｃ）に示すような、突部２ｄを有する抵抗発熱体２が実現されてよい。また、例えば、焼成後の抵抗発熱体２の収縮量が基体１の収縮量に比較して相対的に大きく、これに起因して基体１に接していない部分が凹んで、図４（ｄ）に示すような凹部２ｅを有する抵抗発熱体２が実現されてよい。セラミックグリーンシートの貼合わせ時の雰囲気の減圧を行わず、又は減圧を抑制して、空隙３の気圧によって、図４（ｄ）に示すような凹部２ｅを有する抵抗発熱体２が実現されてもよい。

図１１（ａ）は、ヒータの製造方法の変形例を示す図であり、図１０（ａ）に対応している。また、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）の続きを示す図であり、図１０（ｂ）に対応している。

この図に示すように、セラミックグリーンシート６だけでなく、セラミックグリーンシート７にも凹溝７ａが形成されてもよい。及び／又は凹溝６ａ（凹溝７ａでもよい）は、側面に凹凸を有していてもよい。そして、図１１（ｂ）から理解されるように、この凹凸があることによって、図５（ｂ）等の第１高さ部３ｅ及び第２高さ部３ｆを有している空隙３が実現されてもよい。なお、凹凸は、例えば、ブラスト法を用いることによって実現できる。

図１１（ｃ）は、ヒータの製造方法の他の変形例を示す図であり、図１０（ａ）に対応している。

既述のように、凹溝６ａの底面には凹凸が形成されてよい。図１１（ｃ）は、底面の凹凸の一例を示している。この例では、凹溝６ａの底面は、当該底面の幅方向中央側に比較して、凹溝６ａの側面となす角部において深くなっており、その内側において高くなっている。このような凹溝６ａは、例えば、図７（ａ）に示す空隙５を形成しやすい。このような形状は、ブラスト法によって形成可能である。

なお、図５（ｃ）に示すような第１位置部３ｍ及び第２位置部３ｎを有する抵抗発熱体２は、図１１（ｃ）における凹溝６ａの側面付近の深くなっている部分が潰れて空隙３となることによって実現されてよい。

本開示に係るヒータは、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。

例えば、ヒータは、抵抗発熱体を１層のみ有するものに限定されず、２層以上の抵抗発熱体を有していてもよい。また、１層の抵抗発熱体は、複数に分割されて、又は１本の抵抗発熱体の複数個所に給電点が設けられて、個別に発熱量を制御可能とされていてよい。

ヒータは、抵抗発熱体及び端子に加えて、端子と抵抗発熱体とを接続する配線パターンを抵抗発熱体の層とは別個の層に有していてもよい。また、ヒータは、ヒータとしての機能だけでなく、他の機能を発揮可能に構成されていてもよい。例えば、静電チャックとして機能するための電極が基体内に配置されていてもよい。

上記の説明からも理解されるように、ヒータは、２層のセラミックグリーンシートによって作製されるものに限定されず、適宜な枚数のセラミックグリーンシートによって構成されてよい。また、ヒータの製造方法は、積層されたセラミックグリーンシートを焼成するものに限定されず、絶縁層を順次成膜していくものであってもよい。別の観点では、基体を構成する絶縁材料はセラミックに限定されない。

第２及び第３実施形態では、抵抗発熱体の側面と基体との間の空隙３と、抵抗発熱体の下面と基体との間の空隙５との組み合わせを示した。ただし、空隙３が形成されずに、空隙５のみが形成されていてもよい。

図１２の紙面右側に示した、抵抗発熱体２の側方に位置する空隙３に抵抗発熱体２の側方端部が入り込み、抵抗発熱体２の側面２ｃが基体１に当接する構成は、抵抗発熱体２の長さ方向の全体に亘っていてもよい。この場合、空隙３のうち抵抗発熱体２よりも下方に位置する部分は、第２及び第３実施形態の空隙５と捉えられても構わない。

また、図１２の例からは、抵抗発熱体２の側面２ｃと基体１との間に空隙３が介在することを要件としない技術思想を抽出可能である。例えば、ヒータは、抵抗発熱体の上面のうち幅方向の中央側の領域と基体とが接しており、抵抗発熱体の上面のうち幅方向の少なくとも一方側の領域と基体との間に空隙が介在している構成であってよい。

１…基体、１ａ…上面（所定面）、２…抵抗発熱体、３…空隙、１０１…ウェハ。

Claims (14)

1. ウェハが載置される所定面を有している絶縁性の基体と、
   前記基体内で前記所定面に沿って延びている抵抗発熱体と、
   を有しており、
   前記抵抗発熱体の上面と前記基体とは接しており、かつ前記抵抗発熱体の側面と前記基体との間には、真空の、又はガスが満たされている空隙が介在しており、
   前記抵抗発熱体は、前記所定面の平面視において、
   互いに並列に延びている２つの延在部と、
   前記２つの延在部の一方から他方への折り返し部分を構成している屈曲部と、を有しており、
   前記空隙は、
   前記延在部に沿っている第１側方部と、
   前記屈曲部に沿っており、前記第１側方部よりも幅が広い第２側方部と、を有している
   ヒータ。
2. ウェハが載置される所定面を有している絶縁性の基体と、
   前記基体内で前記所定面に沿って延びている抵抗発熱体と、
   を有しており、
   前記抵抗発熱体の上面と前記基体とは接しており、かつ前記抵抗発熱体の側面と前記基体との間には、真空の、又はガスが満たされている空隙が介在しており、
   前記空隙は、前記抵抗発熱体の幅方向の両側に形成されており、
   前記抵抗発熱体は、前記所定面の平面視において、
   互いに並列に延びている２つの延在部と、
   前記２つの延在部の一方から他方への折り返し部分を構成している屈曲部と、を有しており、
   前記屈曲部の内側の前記空隙は、前記屈曲部の外側の前記空隙よりも幅が広い部分を有している
   ヒータ。
3. 前記空隙は、前記抵抗発熱体の幅方向における前記空隙の大きさよりも大きい長さで前記抵抗発熱体が延びる方向に連続している
   請求項１又は２に記載のヒータ。
4. 前記空隙は、前記抵抗発熱体の幅方向の両側に形成されている
   請求項１〜３のいずれか１項に記載のヒータ。
5. 前記空隙は、上下方向の大きさが前記抵抗発熱体の上下方向の大きさよりも小さい部分を含んでいる
   請求項１〜４のいずれか１項に記載のヒータ。
6. 前記空隙は、上下方向の大きさが前記抵抗発熱体の上下方向の大きさよりも大きい部分を含んでいる
   請求項１〜５のいずれか１項に記載のヒータ。
7. 前記空隙は、
   第１高さ部と、
   前記第１高さ部に対して前記抵抗発熱体の前記側面とは反対側に位置しており、上下方向の大きさが前記第１高さ部よりも小さい第２高さ部と、を含んでいる
   請求項１〜６のいずれか１項に記載のヒータ。
8. 前記空隙は、
   第１位置部と、
   前記第１位置部に対して前記抵抗発熱体の前記側面とは反対側かつ前記第１位置部よりも下方に位置している第２位置部と、を含んでいる
   請求項１〜７のいずれか１項に記載のヒータ。
9. 前記抵抗発熱体の側面は、凸面を有している
   請求項１〜８のいずれか１項に記載のヒータ。
10. 前記抵抗発熱体の側面は、突部を有しており、
    前記突部の前記所定面側の面は、前記基体に接しており、
    前記空隙は、前記突部の前記所定面とは反対側の面と前記基体との間に介在する部分を含んでいる
    請求項１〜９のいずれか１項に記載のヒータ。
11. 前記抵抗発熱体の側面は、凹部を有している
    請求項１〜１０のいずれか１項に記載のヒータ。
12. 前記抵抗発熱体の下面と前記基体との間には、真空の、又はガスが満たされている他の空隙が介在している
    請求項１〜１１のいずれか１項に記載のヒータ。
13. 請求項１〜１２のいずれか１項に記載のヒータを製造する方法であって、
    第１セラミックグリーンシートの第１主面又は第２セラミックグリーンシートの第２主面に、所定のパターンで延びる凹溝を形成する凹溝形成ステップと、
    前記第１主面及び前記第２主面の一方に、前記所定のパターンかつ前記凹溝よりも狭い幅で、前記抵抗発熱体の材料を配置する材料配置ステップと、
    前記凹溝形成ステップ及び前記材料配置ステップの後に、前記第１主面及び前記第２主面を互いに向かい合わせて前記第１セラミックグリーンシートと前記第２セラミックグリーンシートとを重ねる積層ステップと、
    互いに重ねられた前記第１セラミックグリーンシート及び前記第２セラミックグリーンシートを焼成して前記基体を得る焼成ステップと、
    を有しているヒータの製造方法。
14. 前記凹溝形成ステップでは、開口側ほど拡幅するように前記凹溝を形成する
    請求項１３に記載のヒータの製造方法。

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