JPH11317283A - Ceramic heater - Google Patents
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- JPH11317283A JPH11317283A JP12258898A JP12258898A JPH11317283A JP H11317283 A JPH11317283 A JP H11317283A JP 12258898 A JP12258898 A JP 12258898A JP 12258898 A JP12258898 A JP 12258898A JP H11317283 A JPH11317283 A JP H11317283A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、セラミックヒータ
に関するものであり、特に、ＣＶＤ、ＰＶＤ、スパッタ
リングなどの成膜装置やエッチング装置に用いられるセ
ラミックヒータ、その中でも半導体製造装置用セラミッ
クヒータとして好適なものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ceramic heater, and more particularly to a ceramic heater used for a film forming apparatus such as CVD, PVD, sputtering, etc., and an etching apparatus, and particularly suitable as a ceramic heater for a semiconductor manufacturing apparatus. Things.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、ＣＶＤ、ＰＶＤ、スパッタリング
などの成膜装置やエッチング装置には、半導体ウエハ等
の被加熱物を支持しながら所定の処理温度に加熱するた
めにセラミックヒータが使用されている。2. Description of the Related Art Conventionally, a ceramic heater has been used in a film forming apparatus such as CVD, PVD, sputtering, or the like, for heating to a predetermined processing temperature while supporting an object to be heated such as a semiconductor wafer. .
【０００３】この種のセラミックヒータは、図４（ａ）
（ｂ）に示すように、円盤状をしたセラミック体１２か
らなり、該セラミック体１２中には例えば図５に示すよ
うな１本の線状発熱体１５からなる発熱パターンＲを埋
設するとともに、上記セラミック体１２の上面を被加熱
物の載置面１３としたものがあった。なお、１６は上記
セラミック体１２中に埋設されている線状発熱体１５へ
通電するための給電端子である。[0003] This type of ceramic heater is shown in FIG.
As shown in FIG. 5B, a heating pattern R consisting of a single linear heating element 15 as shown in FIG. 5 is embedded in the ceramic body 12, for example, as shown in FIG. In some cases, the upper surface of the ceramic body 12 is used as the mounting surface 13 for the object to be heated. Reference numeral 16 denotes a power supply terminal for supplying electricity to the linear heating element 15 embedded in the ceramic body 12.
【０００４】また、このようなセラミックヒータ１１
は、セラミックグリーンシート上に導体ペーストを印刷
により図５に示すような発熱パターンＲに敷設し、該発
熱パターンＲを覆うように別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焼成
することにより発熱体１５を埋設してなるセラミック体
１２を製作し、該セラミック体１２の一方の主面に研磨
加工等を施して載置面１３を形成するとともに、他方の
主面に発熱体１５と連通する凹部を設け、該凹部に給電
端子１６を接合することにより製作したものがあった
（実開平２−５６４４３号公報参照）。Further, such a ceramic heater 11
After laying a conductor paste on a ceramic green sheet by printing in a heating pattern R as shown in FIG. 5, and forming another green sheet by laminating another ceramic green sheet so as to cover the heating pattern R, a green sheet laminate is formed. By firing, a ceramic body 12 in which the heating element 15 is buried is manufactured, and one main surface of the ceramic body 12 is subjected to polishing or the like to form the mounting surface 13 and heat is generated on the other main surface. There has been a device manufactured by providing a concave portion communicating with the body 15 and joining the power supply terminal 16 to the concave portion (see Japanese Utility Model Laid-Open No. 2-56443).
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、ウエ
ハサイズが大きくなり、当初その直径が６インチであっ
たものが８インチ、さらには１２インチと年々大きくな
っており、大型のウエハサイズに対応したセラミックヒ
ータ１１が要求されている。また、処理温度も年々高く
なり、当初４００℃程度であったものが５５０〜８５０
℃の高温が要求されるようになり、さらにはセラミック
ヒータ１の載置面における温度バラツキ（平均温度に対
する最低温度と最高温度との差）を±１％以下と、高度
な均熱性が要求されていた。By the way, in recent years, the wafer size has increased, and the diameter of the wafer was initially 6 inches, but it has increased to 8 inches and further 12 inches year by year. The required ceramic heater 11 is required. In addition, the processing temperature is increasing year by year, and the temperature at the beginning was about 400 ° C.
℃ is required, and the temperature variation (difference between the minimum temperature and the maximum temperature with respect to the average temperature) on the mounting surface of the ceramic heater 1 is ± 1% or less, and a high level of uniformity is required. I was
【０００６】しかしながら、前述した製法により図５に
示すような発熱パターンＲを埋設してなるセラミックヒ
ータ１１では、このような特性を満足することができな
かった。However, the ceramic heater 11 in which the heat generation pattern R as shown in FIG. 5 is buried by the above-described manufacturing method cannot satisfy such characteristics.
【０００７】即ち、セラミックグリーンシート上に発熱
体１４をなす導体ペーストを印刷する工程において、印
刷機における精度の問題から印刷バラツキを小さくする
には限界があり、この印刷バラツキによって発熱体１４
の抵抗値が部分的にばらつくことから載置面１３の温度
分布をさらに均一化することは難しくなっていた。That is, in the process of printing the conductive paste forming the heating element 14 on the ceramic green sheet, there is a limit in reducing the printing variation due to the problem of accuracy in the printing press.
Has a difficulty in further uniformizing the temperature distribution on the mounting surface 13 because the resistance value of the substrate varies partially.
【０００８】特に、載置面１３の温度分布は発熱温度が
高くなればなるほど、また、セラミックヒータ１１の大
きさが大きくなればなるほど均熱性が悪くなるといった
傾向があり、例えば発熱温度４００℃における温度分布
が±１％であったセラミックヒータ１１の発熱温度を８
００℃にまで上げるとその温度バラツキが±３％程度に
まで悪化するというように、従来のセラミックヒータ１
１では均熱化の要求を満足することが難しかった。In particular, the temperature distribution of the mounting surface 13 tends to deteriorate as the heat generation temperature increases and as the size of the ceramic heater 11 increases, for example, at a heat generation temperature of 400 ° C. The heat generation temperature of the ceramic heater 11 whose temperature distribution was ± 1% was set to 8
When the temperature is raised to 00 ° C., the temperature variation deteriorates to about ± 3%.
In the case of 1, it was difficult to satisfy the requirement of soaking.
【０００９】[0009]
【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、並列接続された２本以上の線状発熱体からな
る抵抗発熱群を所要箇所に形成した発熱パターンをセラ
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。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, the present invention embeds a heating pattern in which a resistance heating group consisting of two or more linear heating elements connected in parallel is formed at a required position in a ceramic body. Thus, a ceramic heater is formed.
【００１０】[0010]
【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。図１（ａ）は本発明のセラミックヒータを示
す斜視図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線断面図、図２は図
１のセラミックヒータに埋設する発熱パターンの一例を
示す平面図である。Embodiments of the present invention will be described below. 1A is a perspective view showing a ceramic heater of the present invention, FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line XX of FIG. 1A, and FIG. 2 is a plan view showing an example of a heating pattern embedded in the ceramic heater of FIG. It is.
【００１１】図１に示すセラミックヒータ１は、発熱体
４を埋設してなる円盤状をしたセラミック体２からな
り、該セラミック体２の上面を半導体ウエハ等の被加熱
物を支持する載置面３としたものであり、上記セラミッ
ク体２の下面には上記発熱体４に通電するための給電端
子６を接合してある。A ceramic heater 1 shown in FIG. 1 comprises a disc-shaped ceramic body 2 in which a heating element 4 is buried, and the upper surface of the ceramic body 2 is placed on a mounting surface for supporting an object to be heated such as a semiconductor wafer. The power supply terminal 6 for supplying electricity to the heating element 4 is joined to the lower surface of the ceramic body 2.
【００１２】上記セラミック体２中に埋設する発熱体４
の発熱パターンとしては、例えば図２に示すような、並
列接続された７本の線状発熱体５からなる複数個の抵抗
発熱群ｑ1 ，ｑ2 ，ｑ3 ，・・・同士を連続的に接続
し、略同心円状に構成したものであり、このように略同
心円状とすることで載置面３の温度分布をより均一にす
ることができる。なお、発熱パターンＳの形状は図２に
示したものだけに限定されるものではなく、渦巻き状や
櫛歯状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。また、図２では抵抗発熱群ｑ1 ，ｑ2 ，
ｑ3 ，・・・ごとの線状発熱体５の数を７本とした例を
示したが、少なくとも２本以上であれば良い。Heating element 4 embedded in ceramic body 2
As shown in FIG. 2, for example, a plurality of resistance heating groups q 1 , q 2 , q 3 ,... Composed of seven linear heating elements 5 connected in parallel as shown in FIG. And a substantially concentric configuration, so that the temperature distribution of the mounting surface 3 can be made more uniform by making it substantially concentric. The shape of the heat generation pattern S is not limited to the shape shown in FIG. 2, and may be any shape such as a spiral shape or a comb shape. In FIG. 2, the resistance heating groups q 1 , q 2 ,
Although the example in which the number of the linear heating elements 5 for each of q 3 ,... is seven has been described, at least two or more may be sufficient.
【００１３】そして、上記発熱パターンＳを構成する各
抵抗発熱群ｑ1 ，ｑ2 ，ｑ3 ，・・・においては、抵抗
発熱群ｑ1 ，ｑ2 ，ｑ3 ，・・・ごとに必要に応じて各
抵抗発熱群ｑ1 ，ｑ2 ，ｑ3 ，・・・を構成する線状発
熱体５の少なくとも１本以上を切断し、各抵抗発熱群ｑ
1 ，ｑ2 ，ｑ3 ，・・・ごとの抵抗値がほぼ一致するよ
うに調整してある。In each of the resistance heating groups q 1 , q 2 , q 3 ,... Constituting the heating pattern S, the resistance heating groups q 1 , q 2 , q 3 ,. Accordingly, at least one or more linear heating elements 5 constituting each of the resistance heating groups q 1 , q 2 , q 3 ,.
1, q 2, q 3, the resistance value of each ... are are adjusted so as to coincide substantially.
【００１４】即ち、載置面３の温度分布は発熱パターン
Ｓを構成する線状発熱体５の抵抗値と密接な関係があ
り、各抵抗発熱群ｑ1 ，ｑ2 ，ｑ3 ，・・・ごとの抵抗
値にばらつきがあると、載置面３の温度分布を均一にす
ることができないのであるが、本発明では各抵抗発熱群
ｑ1 ，ｑ2 ，ｑ3 ，・・・が並列接続された複数本の線
状発熱体５からなるため、その切断する本数を調整する
ことにより各抵抗発熱群ｑ1 ，ｑ2 ，ｑ3 ，・・・の抵
抗値を容易に調整することができる。That is, the temperature distribution of the mounting surface 3 is closely related to the resistance value of the linear heating element 5 constituting the heating pattern S, and each of the resistance heating groups q 1 , q 2 , q 3 ,. If the resistance value varies from one to another, the temperature distribution on the mounting surface 3 cannot be made uniform. However, in the present invention, the resistance heating groups q 1 , q 2 , q 3 ,. , The resistance value of each of the resistance heating groups q 1 , q 2 , q 3 ,... Can be easily adjusted by adjusting the number of cuts. .
【００１５】その為、このセラミックヒータ１を発熱さ
せれば、載置面３の温度分布を極めて均一にすることが
できるため、被加熱物を均一に加熱することができる。Therefore, when the ceramic heater 1 generates heat, the temperature distribution on the mounting surface 3 can be made extremely uniform, so that the object to be heated can be heated uniformly.
【００１６】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、窒化珪素、窒化硼素、窒化アルミ
ニウム等を主成分として含むセラミックスを用いること
ができ、これらの中でも高熱伝導率を有するとともに、
成膜装置やエッチング装置等で使用されているハロゲン
系の腐食性ガスに対して優れた耐蝕性を有する窒化硼素
や窒化アルミニウムを主成分として含むセラミックスを
用いることが好ましい。特に、窒化アルミニウムの含有
量が９９．８重量％以上の高純度窒化アルミニウムセラ
ミックスや窒化アルミニウム含有量が９１〜９９重量％
でかつＹ2 Ｏ3やＥｒなどの希土類元素の酸化物を１〜
９重量％の範囲で含む窒化アルミニウムセラミックスを
用いることが望ましい。As a material constituting such a ceramic body 2, ceramics containing alumina, silicon nitride, boron nitride, aluminum nitride, or the like as a main component can be used.
It is preferable to use ceramics containing boron nitride or aluminum nitride as a main component and having excellent corrosion resistance to a halogen-based corrosive gas used in a film forming apparatus, an etching apparatus, or the like. In particular, a high-purity aluminum nitride ceramic having an aluminum nitride content of 99.8% by weight or more and an aluminum nitride content of 91 to 99% by weight
And oxides of rare earth elements such as Y 2 O 3 and Er
It is desirable to use aluminum nitride ceramics in the range of 9% by weight.
【００１７】また、上記セラミック体２中に埋設する発
熱体４を構成する材質としては、タングステン、モリブ
デン、レニュウム等の高融点金属やこれらの合金、ある
いは周期律表第４ａ，５ａ，６ａ族元素の炭化物や窒化
物を用いることができる。The material constituting the heating element 4 buried in the ceramic body 2 is a high melting point metal such as tungsten, molybdenum, or rhenium, an alloy thereof, or an element belonging to Groups 4a, 5a and 6a of the periodic table. Can be used.
【００１８】次に、図１に示すセラミックヒータ１の製
造方法について説明する。Next, a method of manufacturing the ceramic heater 1 shown in FIG. 1 will be described.
【００１９】まず、各種セラミック原料に対して溶媒や
バインダー等を添加混練して泥漿を作製し、ドクターブ
レード法等のテープ成型法にてセラミックグリーンシー
トを複数枚形成する。このうち、数枚のセラミックグリ
ーンシートを積み重ねた上に、導体ペーストをスクリー
ン印刷機等にて図２に示す発熱パターンＳに敷設する。
即ち、並列接続された７本の線状発熱体５からなる複数
個の抵抗発熱群ｑ1 ，ｑ2 ，ｑ3 ，・・・同士を連続的
に接続した略同心円状とする。First, a slurry or the like is prepared by adding and kneading a solvent or a binder to various ceramic raw materials, and a plurality of ceramic green sheets are formed by a tape molding method such as a doctor blade method. Of these, several ceramic green sheets are stacked, and a conductor paste is laid on the heat generation pattern S shown in FIG. 2 by a screen printing machine or the like.
That is, a plurality of resistance heating groups q 1 , q 2 , q 3 ,... Composed of seven linear heating elements 5 connected in parallel are formed in a substantially concentric shape in which they are continuously connected.
【００２０】この時、スクリーン印刷機の精度の問題か
ら各線状発熱体５には厚みばらつきがあるが、本発明は
各抵抗発熱群ｑ1 ，ｑ2 ，ｑ3 ，・・・を構成する線状
発熱体５の断面積をそれぞれ測定し、例えば、同一円周
上にある各抵抗発熱群ｑ1 ，ｑ2 ，ｑ3 ，・・・ごとの
断面積の合計を算出し、その値の最も小さい抵抗発熱群
を基準とし、この基準となる抵抗発熱群に対して断面積
が大きすぎる抵抗発熱群については線状発熱体５を切断
して、各抵抗発熱群ｑ1 ，ｑ2 ，ｑ3 ，・・・ごとの抵
抗値がほぼ一致するように調整する。At this time, the thickness of each linear heating element 5 varies due to the problem of the accuracy of the screen printing machine. However, according to the present invention, the lines constituting the resistance heating groups q 1 , q 2 , q 3 ,. The cross-sectional area of each of the heating elements 5 is measured, and for example, the sum of the cross-sectional areas of each of the resistance heating groups q 1 , q 2 , q 3 ,. With reference to the small resistance heating group, the linear heating element 5 is cut for the resistance heating group having a cross section that is too large for the reference resistance heating group, and each of the resistance heating groups q 1 , q 2 , q 3 is cut. ,... Are adjusted so that the resistance values substantially match.
【００２１】ただし、各抵抗発熱群ｑ1 ，ｑ2 ，ｑ3 ，
・・・を構成する線状発熱体５の合計断面積に対して３
０％以上切断すると、局部的にその抵抗発熱群ｑ1 ，ｑ
2 ，ｑ3 ，・・・の抵抗値が高くなりすぎ、載置面３の
均熱性を阻害することになるため、各抵抗発熱群ｑ1 ，
ｑ2 ，ｑ3 ，・・・の線状発熱体５を切断する場合は各
抵抗発熱群ｑ1 ，ｑ2 ，ｑ3 ，・・・を構成する線状発
熱体５の合計断面積に対して３０％未満とすることが必
要である。However, each resistance heating group q 1 , q 2 , q 3 ,
.. With respect to the total cross-sectional area of the linear heating element 5
When it is cut by more than 0%, the resistance heating groups q 1 , q
2, q 3, the resistance value of ... is too high, since that will inhibit the thermal uniformity of the mounting face 3, the resistance heating group q 1,
q 2, q 3, the resistance heating group q 1 When cutting the linear heating element 5 ···, q 2, q 3, the total cross-sectional area of the linear heating element 5 constituting the ... Less than 30%.
【００２２】また、図２に示す発熱パターンＳについて
は同一円周上に位置する抵抗発熱群ごとに抵抗値を調整
した例を示したが、発熱パターンＳを構成する全ての抵
抗発熱群の中でも最も断面積の小さな抵抗発熱群を基準
とし、この基準となる抵抗発熱群に応じて他の抵抗発熱
群ｑ1 ，ｑ2 ，ｑ3 ，・・・を構成する線状発熱体５を
切断し、全ての抵抗発熱群ｑ1 ，ｑ2 ，ｑ3 ，・・・の
抵抗値がほぼ一致するように調整しても良い。Further, in the heat generation pattern S shown in FIG. 2, an example is shown in which the resistance value is adjusted for each resistance heat generation group located on the same circumference, but among all the resistance heat generation groups constituting the heat generation pattern S, The linear heating elements 5 constituting the other resistance heating groups q 1 , q 2 , q 3 ,... Are cut in accordance with the reference resistance heating group having the smallest cross-sectional area. , May be adjusted so that the resistance values of all the resistance heating groups q 1 , q 2 , q 3 ,...
【００２３】しかるのち、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を積層してグリー
ンシート積層体を形成し、このグリーンシート積層体を
各種セラミックス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発熱パターンＳを埋設してなるセ
ラミック体２を製作し、得られたセラミック体２の一方
の主面に研磨加工等を施して載置面３を形成するととも
に、セラミック体２の他方の主面に発熱体４まで貫通す
る凹部を穿設し、該凹部に給電端子６をロウ付け等の手
段によって接合すれば良い。Thereafter, the remaining ceramic green sheets are laminated so as to cover the heat generating pattern S to form a green sheet laminate, and the green sheet laminate is heated at a temperature at which various ceramic materials can be sintered. By firing, a ceramic body 2 in which the heat generation pattern S is embedded is manufactured, and one main surface of the obtained ceramic body 2 is polished to form a mounting surface 3. A recess penetrating the heating element 4 may be formed in the other main surface, and the power supply terminal 6 may be joined to the recess by means such as brazing.
【００２４】かくして得られたセラミックヒータ１を発
熱させれば、発熱パターンＳを構成する各抵抗発熱群ｑ
1 ，ｑ2 ，ｑ3 ，・・・の抵抗値が調整されていること
から載置面３の温度バラツキを±１％以下に均熱化する
ことができる。When the ceramic heater 1 thus obtained is heated, each of the resistance heating groups q forming the heating pattern S is generated.
Since the resistance values of 1 , q 2 , q 3 ,... Are adjusted, the temperature variation of the mounting surface 3 can be soaked to ± 1% or less.
【００２５】なお、発熱パターンの構造としては、発熱
パターンの全体が抵抗発熱群ｑ1 ，ｑ2 ，ｑ3 ，・・・
により連続的に構成された例を示したが、本発明におい
ては必ずしも発熱パターンの全体が抵抗発熱群ｑ1 ，ｑ
2 ，ｑ3 ，・・・により連続的に構成されている必要は
なく、発熱パターンの所要箇所に抵抗発熱群ｑ1 ，
ｑ2 ，ｑ3 ，・・・が連続的に形成されていれば良い。
例えば、スクリーン印刷によるバラツキが殆どない部分
がある場合には、図３に示すように印刷バラツキのない
部分を１本の線状発熱体７とし、印刷バラツキのある部
分を並列接続された２本以上の線状発熱体５からなる抵
抗発熱群ｑ1 ，ｑ2 ，ｑ3 ，・・・により構成すること
ができる。この発熱パターンの場合、線状発熱体７の断
面積は、各抵抗発熱群ｑ1 ，ｑ2 ，ｑ3 ，・・・を構成
する線状発熱体５の合計断面積より小さくしておき、線
状発熱体７の断面積を基準として、各抵抗発熱群ｑ1 ，
ｑ2 ，ｑ3 ，・・・の線状発熱体５を切断して断面積が
ほぼ一致するように調整すれば良い。As for the structure of the heat generation pattern, the entire heat generation pattern is composed of resistance heat generation groups q 1 , q 2 , q 3 ,.
In the present invention, the entire heating pattern is not necessarily formed by the resistance heating groups q 1 and q 1 .
2, q 3, need not be continuously formed by ..., resistance heating group q 1 to the required position of the heating pattern,
It suffices if q 2 , q 3 ,... are formed continuously.
For example, when there is a portion where there is almost no variation due to screen printing, a portion where there is no variation in printing is made into one linear heating element 7 as shown in FIG. .. Can be constituted by the resistance heating groups q 1 , q 2 , q 3 ,. In the case of this heating pattern, the cross-sectional area of the linear heating element 7 is set smaller than the total cross-sectional area of the linear heating elements 5 constituting each of the resistance heating groups q 1 , q 2 , q 3 ,. Based on the cross-sectional area of the linear heating element 7, each resistance heating group q 1 ,
The linear heating elements 5 of q 2 , q 3 ,... may be cut and adjusted so that the cross-sectional areas substantially match.
【００２６】（実施例）以下、本発明の具体例について
説明する。(Examples) Hereinafter, specific examples of the present invention will be described.
【００２７】純度９９．８％以上のＡｌＮ粉末に対して
溶媒、可塑剤、及びバインダーを加えて回転ミルにて２
４時間混合して泥漿を作製し、ドクターブレード法にて
ＡｌＮのグリーンシートを複数枚製作した。そして、数
枚のグリーンシートを積み重ねた上に、タングステンペ
ーストをスクリーン印刷法でもって図２に示す発熱パタ
ーンＳに敷設した。なお、各抵抗発熱群ｑ1 ，ｑ2 ，ｑ
3 ，・・・を構成する並列接続された線状発熱体５の数
は７本とし、内側から５％、５％、１０％、２０％、２
０％、２０％、２０％の線幅とした。A solvent, a plasticizer, and a binder are added to AlN powder having a purity of 99.8% or more,
The mixture was mixed for 4 hours to produce a slurry, and a plurality of AlN green sheets were produced by a doctor blade method. Then, after stacking several green sheets, a tungsten paste was laid on the heat generation pattern S shown in FIG. 2 by a screen printing method. The resistance heating groups q 1 , q 2 , q
The number of the linear heating elements 5 connected in parallel constituting 3 ,... Is seven, and 5%, 5%, 10%, 20%, 2
The line widths were 0%, 20%, and 20%.
【００２８】次に、上記発熱パターンＳを敷設したグリ
ーンシートの積層体をＸ−Ｙテーブル上に載置し、各抵
抗発熱群ｑ1 ，ｑ2 ，ｑ3 ，・・・を構成する線状発熱
体５の断面積を測定した。この断面積の測定にあたって
は、レーザー変位計を使用し、印刷されたタングステン
ペーストの高さを測定するとともに、Ｘ−Ｙテーブルか
らの移動距離をもとにタングステンペーストの線幅を求
めて断面積を算出した。この結果は表１に示す通りであ
る。なお、表１は最外周パターンの抵抗発熱群ｑ1 ，ｑ
2 ，ｑ3 ，・・・ｑ24のみを示したものである。Next, the green sheet laminate on which the heat generation pattern S is laid is placed on an XY table, and the linear heat generation groups q 1 , q 2 , q 3 ,. The cross-sectional area of the heating element 5 was measured. In measuring the cross-sectional area, a laser displacement meter was used to measure the height of the printed tungsten paste, and the line width of the tungsten paste was determined based on the distance moved from the XY table. Was calculated. The results are as shown in Table 1. Table 1 shows the resistance heating groups q 1 and q of the outermost peripheral pattern.
2 , q 3 ,..., Q 24 only.
【００２９】そして、得られたデータより各抵抗発熱群
ｑ1 ，ｑ2 ，ｑ3 ，・・・ごとに断面積を計算し、断面
積の最も小さい抵抗発熱群ｑ19を基準として基準以外の
抵抗発熱群の断面積のばらつきを求めた。この結果、表
１において基準となる抵抗発熱群ｑ19の断面積に近いも
のは抵抗発熱群ｑ6 ，ｑ7 ，ｑ18で、基準となる抵抗発
熱群ｑ19の断面積に対して非常に大きいものは抵抗発熱
群ｑ1 ，ｑ2 ，ｑ11，ｑ12，ｑ13，ｑ14，ｑ24であっ
た。Then, a cross-sectional area is calculated for each of the resistance heating groups q 1 , q 2 , q 3 ,... From the obtained data, and the resistance heating group q 19 having the smallest cross-sectional area is used as a reference. The variation in the cross-sectional area of the resistance heating group was determined. As a result, a table resistance heating group close to the cross-sectional area of the resistive heating group q 19 serving as a reference in 1 q 6, q 7, q 18, very with respect to the cross-sectional area of the resistive heating group q 19 serving as a reference large ones resistance heating group q 1, q 2, q 11 , q 12, q 13, was q 14, q 24.
【００３０】そして、これらのデータより、各抵抗発熱
群ｑ1 ，ｑ2 ，ｑ3 ，・・・の抵抗値がほぼ一定になる
ように、基準となる抵抗発熱群ｑ19の断面積に対して非
常に大きい抵抗発熱群ｑ1 ，ｑ2 ，ｑ11，ｑ12，ｑ13，
ｑ14，ｑ24を構成する線状発熱体５の少なくとも１本以
上を切断して抵抗値の調整を行った。その結果は表２に
示す通りである。この結果、断面積のばらつきが最大２
６％であったものを５％にまで小さくすることができ
た。[0030] Then, from these data, the resistance heating group q 1, q 2, q 3 , as the resistance value of ... is almost constant with respect to the cross-sectional area of the resistive heating group q 19 serving as a reference And very large resistance heating groups q 1 , q 2 , q 11 , q 12 , q 13 ,
by cutting or at least one linear heating element 5 constituting the q 14, q 24 was adjusted resistance value. The results are as shown in Table 2. As a result, the variation in cross-sectional area is up to 2
What was 6% could be reduced to 5%.
【００３１】[0031]
【表１】 [Table 1]
【００３２】[0032]
【表２】 [Table 2]
【００３３】そして、このように抵抗値の調整を行った
発熱パターンＳ上に残りのＡｌＮからなるセラミックグ
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、該グリーンシート積層体を窒素雰囲気中にて１９０
０〜２１００℃の焼成温度で１〜数時間程度焼成するこ
とにより、発熱体４を埋設してなるセラミック体２を得
た。なお、このセラミック体２の組成をＩＣＰにて測定
したところ、窒化アルミニウムの含有量が９９．８重量
％である高純度窒化アルミニウムセラミックスからなる
ものであった。Then, the remaining ceramic green sheets made of AlN are laminated on the heating pattern S whose resistance value has been adjusted as described above to form a green sheet laminate, and the green sheet laminate is placed in a nitrogen atmosphere. 190
By firing at a firing temperature of 0 to 2100 ° C. for about 1 to several hours, a ceramic body 2 in which the heating element 4 was embedded was obtained. When the composition of the ceramic body 2 was measured by ICP, the ceramic body 2 was composed of a high-purity aluminum nitride ceramic having a content of aluminum nitride of 99.8% by weight.
【００３４】しかるのち、上記セラミック体２の一方の
主面を中心線平均粗さ（Ｒａ）０．８μｍ以下に研磨加
工を施して載置面３を形成するとともに、上記セラミッ
ク体２の他方の主面にセラミック体２中に埋設する発熱
体４に連通する凹部を設け、該凹部にＦｅ−Ｃｏ−Ｎｉ
合金からなる給電端子６をロウ付け固定して窒化アルミ
ニウムセラミックスからなるセラミックヒータ１を製作
した。Thereafter, one main surface of the ceramic body 2 is polished to a center line average roughness (Ra) of 0.8 μm or less to form the mounting surface 3 and the other main surface of the ceramic body 2 is formed. A concave portion communicating with the heating element 4 embedded in the ceramic body 2 is provided on the main surface, and Fe-Co-Ni is formed in the concave portion.
A power supply terminal 6 made of an alloy was brazed and fixed to manufacture a ceramic heater 1 made of an aluminum nitride ceramic.
【００３５】そこで、抵抗発熱群ｑ1 ，ｑ2 ，ｑ3 ，・
・・ごとに表２のように抵抗調整した本発明のセラミッ
クヒータ１と、従来例として図５に示す発熱パターンＲ
を埋設してなるセラミックヒータ１１を用意し、それぞ
れ８００℃に発熱させて載置面３，１３の温度バラツキ
を測定したところ、従来のセラミックヒータは載置面１
３の温度バラツキが±１０％もあったが、抵抗調整した
本発明のセラミックヒータ１は載置面３の温度バラツキ
を±０．８％程度にまで抑えることができた。Then, the resistance heating groups q 1 , q 2 , q 3 ,.
Each of the ceramic heaters 1 of the present invention whose resistance was adjusted as shown in Table 2 and a heat generation pattern R shown in FIG.
Are prepared, and the temperature variation of the mounting surfaces 3 and 13 is measured by generating heat at 800 ° C., respectively.
Although the temperature variation of No. 3 was ± 10%, the ceramic heater 1 of the present invention whose resistance was adjusted could suppress the temperature variation of the mounting surface 3 to about ± 0.8%.
【００３６】[0036]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、並列接
続された２本以上の線状発熱体からなる抵抗発熱群を所
要箇所に形成した発熱パターンを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ことから、セラミック
体中に発熱体を埋設する前に発熱パターンの抵抗値を容
易に調整することができ、載置面の温度バラツキを±１
％以下にまで均熱化することができる。As described above, according to the present invention, a heating pattern in which a resistance heating group consisting of two or more linear heating elements connected in parallel is formed at a required location is embedded in a ceramic body. Since the heater is configured, the resistance value of the heating pattern can be easily adjusted before the heating element is buried in the ceramic body, and the temperature variation of the mounting surface is ± 1.
% Or less.
【図１】（ａ）は本発明の製法によるセラミックヒータ
を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線断面図であ
る。FIG. 1A is a perspective view showing a ceramic heater according to a manufacturing method of the present invention, and FIG. 1B is a sectional view taken along line XX of FIG.
【図２】図１のセラミックヒータに埋設する発熱パター
ンの一例を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing an example of a heat generation pattern embedded in the ceramic heater of FIG.
【図３】発熱パターンの他の例を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing another example of the heat generation pattern.
【図４】（ａ）は従来のセラミックヒータを示す斜視
図、（ｂ）は（ａ）のＹ−Ｙ線断面図である。FIG. 4A is a perspective view showing a conventional ceramic heater, and FIG. 4B is a sectional view taken along line YY in FIG.
【図５】図４のセラミックヒータに埋設する発熱パター
ンの一例を示す平面図である。FIG. 5 is a plan view showing an example of a heat generation pattern embedded in the ceramic heater of FIG.
１，１１・・・セラミックヒータ ２，１２・・・セラ
ミック体 ３，１３・・・載置面 ４・・・発熱体 ５，１５・・
・線状発熱体 ６，１６・・・給電端子 ｑ1 ，ｑ2 ，ｑ3 ，・・・抵
抗発熱群 Ｓ，Ｒ・・・発熱パターン1, 11 ceramic heater 2, 12 ceramic body 3, 13 mounting surface 4 heating element 5, 15
· Linear heating elements 6, 16 ··· Power supply terminals q 1 , q 2 , q 3 ··· Resistive heating group S, R ··· Heat generation pattern
Claims (1)
なる抵抗発熱群を所要箇所に形成した発熱パターンをセ
ラミック体中に埋設してなるセラミックヒータ。1. A ceramic heater comprising a ceramic body embedded with a heating pattern in which a resistance heating group consisting of two or more linear heating elements connected in parallel is formed at required locations.
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- 1998-05-06 JP JP12258898A patent/JP3515900B2/en not_active Expired - Fee Related
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