JPH11251040A

JPH11251040A - セラミックヒータ及びその製造方法

Info

Publication number: JPH11251040A
Application number: JP10048354A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Fukui; 清福井
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1998-02-27
Filing date: 1998-02-27
Publication date: 1999-09-17

Abstract

(57)【要約】【課題】セラミック体２中に埋設してある抵抗発熱体３
の厚みばらつきを極めて小さくすることにより発熱面に
おける温度分布が均一なセラミックヒータ１を提供す
る。【解決手段】高融点金属やそれらの合金あるいは導電性
セラミックスの粉末に溶媒とバインダーを添加混練して
テープ成形法により抵抗発熱体用のグリーンシートを製
作し、金型により所定の発熱パターンに打ち抜いたもの
をセラミック体を構成するセラミックグリーンシート間
に挟み込んでグリーンシート積層体を形成したあと脱脂
し、次いで焼成することにより、帯状の抵抗発熱体４に
より構成される発熱パターン領域のほぼ中心点を通る少
なくとも２本の線分により切断した切断面における各抵
抗発熱体４の厚みｔの最大値と最小値の差が、全切断面
における抵抗発熱体４厚みの平均値の１０％以下である
発熱パターンを平板状のセラミック体２中に埋設してセ
ラミックヒータ１を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、セラミック体中に
帯状の抵抗発熱体により構成される発熱パターンを有す
るセラミックヒータに関するものであり、例えば、各種
燃焼機器の点火用ヒータ、各種加熱機器や測定機器の加
熱用ヒータとして使用されるものであり、特に、半導体
装置の製造工程におけるプラズマＣＶＤ、減圧ＣＶＤ、
光ＣＶＤ、ＰＶＤなどの成膜装置やプラズマエッチン
グ、光エッチングなどのエッチング装置に使用される半
導体ウエハを加熱するための加熱用ヒータとして好適な
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、セラミックヒータとしてアルミナ
セラミックスや窒化珪素質セラミックスなどのセラミッ
ク体中にタングステン（Ｗ）やモリブデン（Ｍｏ）など
の高融点金属やＴｉＮなどの導電性セラミックスよりな
る抵抗発熱体を埋設したものが知られており、これらの
セラミックヒータは、耐熱性、電気絶縁性、耐食性、耐
摩耗性に優れることから一般的に広く使用されている。

【０００３】また、近年、特殊な用途向けとして窒化ア
ルミニウム質セラミックスを用いたセラミックヒータも
提案されている。

【０００４】例えば、半導体装置の製造工程で使用され
るプラズマＣＶＤ、減圧ＣＶＤ、光ＣＶＤ、ＰＶＤなど
の成膜装置や、プラズマエッチング、光エッチングなど
のエッチング装置においては、被加熱物である半導体ウ
エハ（以下、ウエハと称す。

【０００５】）を支持しつつ各種処理温度に加熱するた
めの加熱用ヒータとして上記セラミックヒータが使用さ
れており、その中も成膜装置やエッチング装置で使用さ
れるフッ素系や塩素系等のハロゲン系腐食性ガス下で優
れた耐プラズマ性を有するとともに高熱伝導特性を備え
た窒化アルミニウム質セラミックスを用いたものが注目
されている。

【０００６】このようなセラミックヒータを製造する方
法としては、まず、セラミック体を構成する複数枚のセ
ラミックグリーンシートを用意するとともに、セラミッ
ク体中に埋設する抵抗発熱体として、高融点金属や導電
性セラミックスの粉末に溶媒とバインダーをそれぞれ添
加混練して抵抗発熱体用の導体ペーストを製作し、この
導体ペーストを所定の発熱パターンとなるようにスクリ
ーン印刷法などの手法によって前記セラミックグリーン
シートの１枚に敷設し、この導体ペーストを覆うように
残りのセラミックグリーンシートを積層してグリーンシ
ート積層体を形成したあと、脱脂し、次に所定の温度に
て焼成することにより帯状の抵抗発熱体からなる発熱パ
ターンを埋設してなるセラミック体を製作し、しかるの
ち、上記発熱パターンの一部を露出させ、そこにロウ材
を用いて給電端子を接合することによりセラミックヒー
タを製造するようにしたものがあった（特公平８−３４
１２３号公報参照）

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の製法では、以下のような課題があった。

【０００８】導体ペーストを製作してスクリーン印刷法
により発熱パターンを敷設する方法では、発熱パターン
を構成する抵抗発熱体の厚みばらつきを抑えるのに限界
があり、この厚みばらつきによりセラミックヒータの発
熱面における温度分布をさらに均一にすることが難しか
った。

【０００９】即ち、導体ペーストを用いてスクリーン印
刷法により発熱パターンを敷設するには、セラミック体
を構成する１枚のセラミックグリーンシート上に、クリ
アランスを設けてスクリーンを設置し、このスクリーン
上で抵抗発熱体用の導体ペーストをスキージにより引き
延ばすことで導体ペーストが所定の発熱パターンに印刷
されるのであるが、導体ペーストを引き延ばす際にはス
キージに圧力をかけてスクリーン上を走査させることか
らスクリーンがたわみ、このたわみ量はスクリーンを支
持する枠から離れた中央部ほど大きくなるために、発熱
パターンの中央付近では印刷される導体ペーストの厚み
が薄くなり、周縁では導体ペーストの厚みが厚くなると
いうようにばらつきがあり、この厚みばらつきを３μｍ
以下に抑えることは困難であった。しかも、スキージへ
かける圧力が不均一であったり、導体ペーストの粘度が
部分的に異なっていると、局所的に抵抗発熱体の厚みが
ばらつく恐れもあった。

【００１０】また、導体ペーストは粘度が小さいことか
ら、グリーンシート積層体の形成時における押圧力によ
っても塑性変形し易く、抵抗発熱体の厚みばらつきを生
じ易いといった課題もあった。

【００１１】そして、このような問題点は、セラミック
ヒータが大型化するにつれて顕著であり、特に、半導体
装置の製造工程で用いられる加熱用ヒータにおいては、
半導体ウエハの大型化に伴って直径が８インチ以上の大
型セラミックヒータが要求されており、スクリーン印刷
法により発熱パターンを形成したセラミックヒータでは
発熱面の均熱化が困難になりつつあった。

【００１２】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は上記課
題に鑑み、帯状の抵抗発熱体により構成される発熱パタ
ーン領域のほぼ中心点を通る少なくとも２本の線分によ
り切断した切断面における各抵抗発熱体の厚みの最大値
と最小値の差が、全切断面における抵抗発熱体厚みの平
均値の１０％以内である発熱パターンを平板状のセラミ
ック体中に埋設してセラミックヒータを構成したもので
ある。

【００１３】特に、上記セラミック体を窒化アルミニウ
ム質セラミックスにより形成すれば、セラミックヒータ
の発熱面における温度分布をより均一にすることができ
好適である。

【００１４】また、本発明は、セラミック体を構成する
複数枚のセラミックグリーンシートを製作する工程と、
高融点金属やそれらの合金あるいは導電性セラミックス
の粉末に溶媒とバインダーを添加混練してテープ成形法
により抵抗発熱体用のグリーンシートを製作する工程
と、該抵抗発熱体用のグリーンシートを上記セラミック
グリーンシートの少なくとも１枚に積層したあと金型に
より所定の発熱パターンに打ち抜く工程と、該所定の発
熱パターンに打ち抜いた抵抗発熱体用のグリーンシート
を覆うように残りのセラミックグリーンシートを積層し
てグリーンシート積層体を形成する工程と、該グリーン
シート積層体を脱脂し、しかるのち焼成する工程とから
セラミックヒータを製造したものである。

【００１５】即ち、本発明のセラミックヒータによれ
ば、セラミック体中の発熱パーンを構成する帯状の抵抗
発熱体の厚みばらつきを、従来のスクリーン印刷法では
得られないほど小さくしてあることから、セラミックヒ
ータを発熱させれば、発熱面の温度分布を極めて均一に
することができる。

【００１６】また、このような発熱ムラの少ないセラミ
ックヒータを得るために本発明では、テープ成形法によ
って導体ペーストより塑性変形し難い抵抗発熱体用のグ
リーンシートを製作し、金型により所定の発熱パターン
に打ち抜いたものをセラミック体を構成するセラミック
グリーンシート間に挟み込んでグリーンシート積層体を
製作し、これを脱脂、焼成して製造するようにしたこと
から、大型のセラミックヒータにおいても発熱パターン
を構成する帯状の抵抗発熱体には厚みばらつきが殆どな
い状態でセラミック体中に埋設することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。

【００１８】図１（ａ）は本発明のセラミックヒータを
半導体装置の製造工程で使用される加熱用ヒータとして
用いた例を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ
線断面図である。

【００１９】このセラミックヒータ１は、平面形状が円
形をした平板状のセラミック体２中に帯状の抵抗発熱体
４を埋設するとともに、上記セラミック体２の一方の主
面を半導体ウエハＷの支持と加熱のための発熱面３とし
てあり、セラミック体２の他方の主面には抵抗発熱体４
に通電するための給電端子５を接合してある。

【００２０】そして、発熱面３に半導体ウエハＷを載置
し、抵抗発熱体４に交流電圧を印加してセラミックヒー
タ１を発熱させることにより、発熱面３上に支持する半
導体ウエハＷを直接加熱するようになっている。

【００２１】なお、図１では平面形状が円形をしたセラ
ミックヒータ１の例を示したが、これ以外に平面形状が
楕円形、あるいは四角形や五角形など多角形をしたもの
などどのような形状をしたものであっても構わない。

【００２２】このようなセラミック体２を構成する材質
としては、アルミナセラミックス、窒化珪素質セラミッ
クス、窒化アルミニウム質セラミックス、炭化硼素質セ
ラミックス等を用いることができる。これらの中でも窒
化アルミニウム質セラミックスは成膜装置やエッチング
装置で使用されるハロゲン系腐食性ガス下において優れ
た耐プラズマ性を有するとともに、セラミックスの中で
も非常に高い熱伝導率を有することからセラミック体２
として好適に用いることができる。特に、純度が９９．
８％以上である高純度窒化アルミニウム質セラミックス
は、焼結体中に粒界が殆どなく、耐プラズマ性に優れる
ことから腐食摩耗が激しい時には最適であり、また、Ｙ
₂Ｏ₃やＥｒなどの希土類酸化物を１〜９重量％の範囲
で含有する窒化アルミニウム質セラミックスでは、熱伝
導率が１００Ｗ／ｍｋ以上、高いものでは１５０Ｗ／ｍ
ｋ以上、さらに高いものでは２００Ｗ／ｍｋ以上を有す
ることから発熱面４に載置した半導体ウエハＷの均熱化
をより一層高めることができるとともに、処理温度に加
熱するまでの時間や冷却時間を短くすることができる。

【００２３】また、これらのセラミック体２中に埋設す
る抵抗発熱体４の材質としては、タングステン（Ｗ）や
モリブデン（Ｍｏ）など周期律表第６ａ族やＴｉなどの
周期律表第４ａ族の高融点金属あるいはこれらの合金、
さらにはＷＣ、ＭｏＣ、ＴｉＮなどの導電性セラミック
スを用いることができる。これらの金属、合金、導電性
セラミックスは上記セラミック体２を構成するセラミッ
クスと同程度の熱膨張係数を有することから、製作時や
発熱時におけるセラミック体２の反りや破損を防ぐこと
ができるとともに、高温度に発熱させても断線すること
がない。

【００２４】さらに、上記セラミック体２中の抵抗発熱
体４へ通電するための給電端子５としては、タングステ
ン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニッケル（Ｎｉ）など
の金属や鉄（Ｆｅ）−コバルト（Ｃｏ）−ニッケル（Ｎ
ｉ）合金を用いることができ、特に耐酸化性が要求され
るような時にはニッケル（Ｎｉ）あるいは鉄（Ｆｅ）−
コバルト（Ｃｏ）−ニッケル（Ｎｉ）合金を用いること
が良い。

【００２５】ところで、上記セラミック体２中に埋設す
る抵抗発熱体４の発熱パターンとしては、円形の発熱面
３を均一に加熱するために、図２（ａ）に示すような同
心円を構成するように配置された円弧状の抵抗発熱体４
ａと、隣合う円弧状の抵抗発熱体４ａ同士を接続する直
線状の抵抗発熱体４とからなり、中心部に延びる２本の
円弧状の抵抗発熱体４ａの端部を電極取り出し部４ｃと
してある。このような発熱パターンＳとすれば、中心を
通るどの部分で切断しても左右をほぼ同形状とすること
ができるため、発熱面３の温度分布を均一することがで
きる。

【００２６】なお、発熱パターンＳの形状としては図２
（ａ）に示したものだけに限定されるものではなく、セ
ラミック体２の構造や発熱面３の形状に合わせて適宜設
計すれば良い。ただし、図１のセラミックヒータ１のよ
うに発熱面３が円形をしたものである場合には図２
（ａ）に示す発熱パターンＳや電極取り出し部４ｃが最
外周にある図２（ｂ）に示すようなパターン形状を有す
るものが好ましい。

【００２７】そして、本発明のセラミックヒータ１によ
れば、上記発熱パターン領域のほぼ中心点を通る少なく
とも２本の線分により切断した切断面における各抵抗発
熱体４の厚みの最大値と最小値の差が、全切断面におけ
る抵抗発熱体４厚みの平均値の１０％以内であることを
特徴とする。

【００２８】ここで、発熱パターン領域のほぼ中心点を
通る少なくとも２本の線分により切断した切断面におけ
る各抵抗発熱体４の厚みの最大値と最小値の差が、全切
断面における抵抗発熱体４厚みの平均値の１０％以内で
あるとは、例えば図３に示すように発熱パターン領域の
中心を通る４本の線分により４５°間隔でセラミック体
２を８等分に切断し、これらの切断面に現れる各抵抗発
熱体４の厚みｔを測定してその最大値と最小値を求める
とともに、全切断面に現れる抵抗発熱体４の厚みｔの平
均値を算出する。なお、厚みｔの測定に際しては各抵抗
発熱体４において最も厚い部分を抵抗発熱体４の厚みｔ
として算出する。そして、切断面における各抵抗発熱体
４の厚みｔの最大値と最小値との差が、全切断面におけ
る抵抗発熱体４の厚みｔの平均値の１０％以内となって
いることを言う。

【００２９】このように本発明では発熱パターンＳを構
成する帯状の抵抗発熱体４の厚みばらつきが極めて小さ
いことから、発熱面４の温度分布を均一にすることがで
き、また、構造上の問題から熱引け等によって局所的に
発熱ムラを生じるような場合でも発熱パターンＳを構成
する帯状の抵抗発熱体４の厚みばらつきが極めて小さい
ことから、発熱ムラのある箇所における抵抗発熱体４の
幅を変更するだけで抵抗値を容易に調整することがで
き、発熱面３の発熱ムラを簡単に制御することができ
る。

【００３０】ところで、このようなセラミックヒータ１
を製作するには、まず、図４（ａ）に示すように、前記
セラミック体２を構成する複数枚のセラミックグリーン
シート２ａ，２ｂ，・・・を形成する。セラミックグリ
ーンシート２ａ，２ｂ，・・・は、前記セラミック粉末
に対して必要に応じて所定の助剤成分を添加するととも
に、溶媒とバインダーを添加混練して泥漿を作製したあ
と、ドクターブレード法、引き上げ法、カレンダ法、紙
鋳込み法、ペーパキャスティング法、ロールコンパクシ
ョン法等のテープ成形法により成形すれば良い。

【００３１】一方、図４（ｂ）に示すように抵抗発熱体
４は、前記金属、合金、導電性セラミックスの粉末に対
して溶媒とバインダーを添加混練して泥漿を作製し、こ
の泥漿をドクターブレード法、引き上げ法、カレンダ
法、紙鋳込み法、ペーパキャスティング法、ロールコン
パクション法等のテープ成形法を用いて厚み幅が均一な
抵抗発熱体４用のグリーンシート４’を形成する。な
お、上記テープ成形法にてグリーンシート４’を成形し
た際に厚みの均一化が図れない時や、厚み幅ｔが厚すぎ
る時は、所定の均一なギャップを有するロール間を通過
させることにより、厚みをならし、均一化を図れば良
い。

【００３２】そして、図４（ｃ）に示すように得られた
抵抗発熱体４用のグリーンシート４’を上記複数枚のセ
ラミックグリーンシート２ａ，２ｂ，・・・のうち例え
ば１枚のセラミックグリーンシート２ｈ上に積層する。
なお、発熱パターンＳを２層以上埋設する場合には、他
のセラミックグリーンシートに抵抗発熱体４用のグリー
ンシート４’を積層すれば良い。

【００３３】次に、図４（ｄ）に示すように、図２
（ａ）の発熱パターンＳと同形状の凸部を有する金型で
セラミックグリーンシート２ｈ上に積層した抵抗発熱体
４用のグリーンシート４’を打ち抜いたあと、図４
（ｅ）に示すように上記発熱パターンＳを覆うように残
りのセラミックグリーンシート２ａ，２ｂ，・・・を積
層してグリーンシート積層体８を製作する。

【００３４】しかるのち、グリーンシート積層体８に切
削加工を施して平面形状を円形としたあと、このグリー
ンシート積層体８を脱脂し、次いで各種セラミック原料
を焼結させることができる温度にて焼成することにより
図４（ｆ）に示すように発熱パターンＳを埋設してなる
セラミック体２を形成する。

【００３５】そして、上記セラミック体２の一方の主面
に研磨加工を施してその面粗さを中心線平均粗さ（Ｒ
ａ）で１μｍ以下とし、発熱面３を形成するとともに、
セラミック体２の他方の主面に抵抗発熱体４の電極取り
出し部４ｃと連通する穴を穿設し、この穴に給電端子５
をロウ材でもって接合し、抵抗発熱体４と給電端子５と
をそれぞれ電気的に接続することにより図１のセラミッ
クヒータ１を得ることができる。

【００３６】かくして、本発明のセラミックヒータ１に
よれば、発熱パターンＳを構成する抵抗発熱体４の厚み
ばらつきが非常に小さいことから、セラミックヒータ１
を発熱させれば、発熱面３の発熱ムラを生じることな
く、均一に発熱させることができ、このセラミックヒー
タ１を半導体装置の製造工程における成膜装置やエッチ
ング装置に使用される加熱用ヒータとして用いれば、発
熱面３に支持する半導体ウエハを均一に発熱させること
ができるため、均一な厚み幅を持った薄膜を形成した
り、所定の精度に微細加工を施すことができるととも
に、ハロゲン系腐食性ガス下でプラズマに曝されたとし
ても抵抗発熱体４は耐プラズマ性に優れたセラミックス
により覆ってあるため、長期間にわたり使用することが
できる。

【００３７】なお、本実施形態では、半導体装置の製造
工程における成膜装置やエッチング装置に使用される加
熱用ヒータの例をもって説明したが、本発明のセラミッ
クヒータは他に、燃焼機器の点火用ヒータや加熱機器、
測定機器等の加熱用ヒータなどさまざまな分野で使用さ
れるヒータとしても好適に用いることができることは言
うまでもない。

【００３８】（実施例１）図１に示すような本発明のセ
ラミックヒータ１と従来のセラミックヒータとを用意
し、抵抗発熱体４の厚みばらつきと発熱面３の温度分布
を比較する実験を行った。

【００３９】本実験ではセラミック体２を純度９９．９
％の窒化アルミニウム質セラミックスにより形成すると
ともに、抵抗発熱体４にタングステンを用いた。また、
発熱パターンＳを構成する抵抗発熱体４の目標寸法を厚
みｔ１５μｍ、幅５ｍｍとした。

【００４０】具体的には、純度９９．９％のＡｌＮ粉末
に対して溶媒とバインダーを添加混練して泥漿を作製
し、ドクターブレード法にて複数枚のセラミックグリー
ンシートを複数枚形成した。

【００４１】そして、従来品ではタングステンの粉末に
対してテルピネオールの溶媒とアクリル系のバインダー
を添加混練して抵抗発熱体４用の導体ペーストを製作
し、この導体ペーストを図２に示す発熱パターンＳのよ
うにスクリーン印刷法にて前記セラミックグリーンシー
トの１枚に積層してグリーンシート積層体を形成し、本
発品はタングステンの粉末に対して溶媒にトルエンをバ
インダーにポリアクリル酸エチルをそれぞれ添加混練し
て泥漿を作製し、ドクターブレード法にて抵抗発熱体４
用のグリーンシートを形成したものをセラミックグリー
ンシートの１枚に積層したあと、図２に示す発熱パター
ンＳとなるように金型にて打ち抜いたものを残りのセラ
ミックグリーンシートで覆ってグリーンシート積層体を
形成した。

【００４２】そして、これらのグリーンシート積層体を
窒素雰囲気中にて脱脂し、次いで２０１０℃程度の温度
で焼成することにより発熱パターンＳを埋設したセラミ
ック体２を形成し、このセラミック体２の一方の主面に
研磨加工を施して発熱面３を形成するとともに、他方の
主面にドリルにて抵抗発熱体３に連通する２つの穴を穿
設し、これらの穴に鉄−コバルト−ニッケル合金からな
る給電端子５をロウ付け固定することにより各セラミッ
クヒータ１を製作した。

【００４３】そして、得られた各セラミックヒータ１に
周波数６０Ｈｚ、１００Ｖの交流電圧を印加して５００
℃の設定温度に発熱させ、発熱面３の表面温度をサーモ
ビュアーにより測定した。温度測定ポイントは図５に示
すａ〜ｓの点とした。なお、温度測定ポイントはＸ線に
より発熱パターン領域を確認して行った。

【００４４】次に、温度を測定をしたあと発熱パターン
領域の中心を通る４本の線分（測定ポイントを通る）に
より各セラミックヒータを切断し、その切断面に現れる
各抵抗発熱体４の厚みｔを測定することにより抵抗発熱
体４の厚みばらつきを測定した。

【００４５】それぞれの結果は表１に示す通りである。

【００４６】

【表１】

【００４７】この結果、従来品では切断面に現れる各抵
抗発熱体４の厚みｔの最大値と最小値の差が、全抵抗発
熱体４の厚みｔの平均値に対して３４％と抵抗発熱体４
の厚みｔにかなりばらつきがあることが判る。その為、
発熱面３における最大値と最小値との差が３７℃と発熱
ムラが大きかった。

【００４８】これに対し、本発明品は切断面に現れる各
抵抗発熱体４の厚みｔの最大値と最小値の差が、全抵抗
発熱体３の厚みｔの平均値に対して１％と抵抗発熱体４
の厚みばらつきを大幅に低減できることが判る。その
為、発熱面３における最大値と最小値との差は７℃と比
較品の２０％以下にまで発熱ムラを抑え、発熱面３の温
度分布を大幅に高めることができた。

【００４９】（実施例２）そこで、本発明のセラミック
ヒータ１において、抵抗発熱体４の厚みばらつきを故意
に変更させ、実施例１と同様の条件にて抵抗発熱体４の
厚みばらつきと発熱面３の温度分布との関係について調
べる実験を行った。

【００５０】そして、近年、発熱面３の温度ばらつきと
しては最大温度と最小温度との差を２０℃以下とするこ
とが望まれていることから、２０℃以下の場合を発熱良
好として評価した。

【００５１】それぞれの結果は表２に示す通りである。

【００５２】

【表２】

【００５３】この結果、切断面に現れる各抵抗発熱体４
の厚みｔの最大値と最小値の差が、全抵抗発熱体３の厚
みｔの平均値に対して１０％以下とすれば、発熱面３の
温度ばらつきを２０℃以下とできることが判る。

【００５４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、高融点
金属やそれらの合金あるいは導電性セラミックスの粉末
に溶媒とバインダーを添加混練してテープ成形法により
抵抗発熱体用のグリーンシートを製作し、金型により所
定の発熱パターンに打ち抜いたものをセラミック体を構
成するセラミックグリーンシート間に挟み込んでグリー
ンシート積層体を形成したあと脱脂し、次いで焼成する
ことにより、帯状の抵抗発熱体により構成される発熱パ
ターン領域のほぼ中心点を通る少なくとも２本の線分に
より切断した切断面における各抵抗発熱体４の厚みｔの
最大値と最小値の差が、全切断面における抵抗発熱体４
厚みの平均値の１０％以内である発熱パターンを平板状
のセラミック体２中に埋設してセラミックヒータを構成
したことから、発熱パターンを構成する抵抗発熱体の厚
みばらつきを極めて小さくすることができるため、発熱
面の温度分布を均一にすることができる。その為、例え
ば、本発明のセラミックヒータを成膜装置やエッチング
装置などで使用される加熱用ヒータとして用いれば、被
加熱物に対して均一な成膜や微細加工を施すことができ
るとともに、抵抗発熱体が耐食性に優れたセラミックス
により覆われていることから、フッ素系や塩素系などの
ハロゲン系腐食性ガス下でプラズマに曝されたとしても
大きく摩耗することがなく長期間にわたって用いること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明のセラミックヒータを半導体装
置の製造工程で使用される加熱用ヒータとして用いた例
を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線断面図
である。

【図２】（ａ）は図１のセラミックヒータ内に埋設して
ある抵抗発熱体の発熱パターンを示す模式図であり、
（ｂ）は他の発熱パターンを示す模式図である。

【図３】図１のセラミックヒータを切断した状態を示す
斜視図である。

【図４】（ａ）〜（ｆ）は図１のセラミックヒータの製
造工程を示す図である。

【図５】発熱面における温度測定ポイントを示す図であ
る。

【符号の説明】１・・・セラミックヒータ２・・・セラミック体３
・・・発熱面４・・・抵抗発熱体４ａ・・・円弧状の抵抗発熱体４ｂ・・・円弧状の抵抗発熱体５・・・給電端子Ｓ
・・・発熱パターンＷ・・・半導体ウエハ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０５Ｂ 3/20 ３７７Ｈ０５Ｂ 3/20 ３７７３９３３９３

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】帯状の抵抗発熱体により構成される発熱パ
ターン領域のほぼ中心点を通る少なくとも２本の線分に
より切断した切断面に現れる各抵抗発熱体の厚みの最大
値と最小値の差が、全切断面に現れる抵抗発熱体厚みの
平均値の１０％以内である発熱パターンを平板状のセラ
ミック体中に埋設してなるセラミックヒータ。
【請求項２】上記セラミック体が窒化アルミニウム質セ
ラミックスである請求項１に記載のセラミックヒータ。
【請求項３】セラミック体を構成する複数枚のセラミッ
クグリーンシートを製作する工程と、高融点金属やそれ
らの合金あるいは導電性セラミックスの粉末に溶媒とバ
インダーを添加混練してテープ成形法により抵抗発熱体
用のグリーンシートを製作する工程と、該抵抗発熱体用
のグリーンシートを上記セラミックグリーンシートの少
なくとも１枚に積層し、金型により所定の発熱パターン
に打ち抜く工程と、該所定の発熱パターンに打ち抜いた
抵抗発熱体用のグリーンシートを覆うように残りのセラ
ミックグリーンシートを積層してグリーンシート積層体
を形成する工程と、該グリーンシート積層体を脱脂し、
しかるのち焼成する工程とからなるセラミックヒータの
製造方法。