JP2002246152A

JP2002246152A - セラミックヒータ

Info

Publication number: JP2002246152A
Application number: JP2001044271A
Authority: JP
Inventors: Yasutaka Ito; 康隆伊藤; Yasuji Hiramatsu; 靖二平松
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 2001-02-20
Filing date: 2001-02-20
Publication date: 2002-08-30

Abstract

(57)【要約】【課題】セラミック基板の加熱面に発生する温度分布
が解消され、半導体ウエハ等の被加熱物を設定した温度
で正確に、かつ、均一な温度で加熱することができるセ
ラミックヒータを提供する。【解決手段】セラミック基板の表面または内部に発熱
体が形成されるとともに、前記セラミック基板に測温素
子が設けられてなるセラミックヒータであって、前記測
温素子は、抵抗発熱体形成領域内と抵抗発熱体非形成領
域内とに、それぞれ少なくとも１個ずつ設けられている
ことを特徴とするセラミックヒータ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

〔発明の詳細な説明〕

【０００２】

【従来の技術】半導体製品は、半導体ウエハ上に感光性
樹脂をエッチングレジストとして形成し、半導体ウエハ
のエッチングを行う工程等を経て製造される。この感光
性樹脂は液状であり、スピンコーターなどを用いて半導
体ウエハ表面に塗布されるのであるが、塗布後に乾燥さ
せなければならず、塗布した半導体ウエハをヒータ上に
載置して加熱することになる。従来、このような用途に
使用される金属製のヒータとしては、アルミニウム板の
裏面に抵抗発熱体を配置したものが採用されている。

【０００３】ところが、このような金属製のヒータは、
以下のような問題があった。まず、金属製であるため、
セラミック基板の厚みは、１５ｍｍ程度と厚くしなけれ
ばならない。なぜなら、薄い金属板では、加熱に起因す
る熱膨張により、反りや歪みが発生してしまい、金属板
上に載置した半導体ウエハが破損したり傾いたりしてし
まうからである。しかしながら、セラミック基板の厚み
を厚くすると、ヒータの重量が重くなり、また、かさば
ってしまう。

【０００４】また、抵抗発熱体に印加する電圧や電流量
を変えることにより、加熱温度を制御するのであるが、
金属板が厚いために、電圧や電流量の変化に対してセラ
ミック基板の温度が迅速に追従せず、温度制御しにく
い。

【０００５】そこで、特公平８−８２４７号公報などで
提案されているように、発熱体が形成された窒化物セラ
ミック基板を使用し、発熱体近傍の温度を測定しなが
ら、温度制御する技術が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな技術を用いて半導体ウエハを加熱しようとした際、
セラミックヒータの加熱を行う面（以下、加熱面とい
う）に温度分布が発生し、加熱された半導体ウエハにも
温度分布が発生する結果、半導体ウエハ上の樹脂硬化物
の硬化度が不均一になったり、ヒータ表面の温度分布に
起因する熱衝撃で半導体ウエハが破損してしまうという
問題が発生した。また、温度制御の精度を上げるため
に、セラミック基板の複数の場所でそれぞれ温度を測定
し、セラミック基板全体の温度が一定になるように、複
数の抵抗発熱体に異なる電流を流した場合であっても、
やはり加熱面に温度差が発生する場合があった。

【０００７】図１４に示したように、従来のセラミック
ヒータ８０１では、通常、測温素子が設けられる有底孔
５４を、抵抗発熱体５２と抵抗発熱体５２との間等、抵
抗発熱体５２が設けられていない領域に形成していた。
従って、測定している温度は、実際の加熱面の温度を反
映していない場合が多く、また、通常、抵抗発熱体５２
のすぐ近傍の領域（抵抗発熱体形成領域）と異なる回路
の抵抗発熱体５２の間の領域（抵抗発熱体非形成領域）
とでは、温度差が発生する場合があるが、この温度差が
どの程度かを知ることはできなかった。従って、この測
定結果に基づいて、抵抗発熱体を発熱させると、加熱面
の温度分布や正確な温度を把握しないまま、抵抗発熱体
の発熱を行っていることになり、セラミック基板の加熱
面に温度分布が発生してしまったり、加熱面の温度が設
定と異なる温度になるという問題が発生したのである。

【０００８】本発明は、上述した問題を解決するために
なされたものであり、その目的とするところは、セラミ
ック基板の加熱面に発生する温度分布が解消され、半導
体ウエハ等の被加熱物を設定した温度で正確に、かつ、
均一な温度で加熱することができるセラミックヒータを
提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】即ち、第一の本発明のセ
ラミックヒータは、セラミック基板の表面または内部に
発熱体が形成されるとともに、上記セラミック基板に測
温素子が設けられてなるセラミックヒータであって、上
記測温素子は、抵抗発熱体形成領域内と抵抗発熱体非形
成領域内とに、それぞれ少なくとも１個ずつ設けられて
いることを特徴とする。

【００１０】上記セラミックヒータにおいて、抵抗発熱
体形成領域内とは、抵抗発熱体を構成する一の回路によ
りほぼ囲まれた領域およびその近傍をいい、近くに他の
回路からなる抵抗発熱体が存在しない場合をいう。従っ
て、図３に示した有底孔３４ｂのように、屈曲線からな
る抵抗発熱体に三方向から囲まれ、一方向は開いている
場合にも、有底孔３４ｂが形成された領域は、抵抗発熱
体形成領域である。また、抵抗発熱体非形成領域内と
は、一の回路からなる抵抗発熱体に囲まれておらず、少
なくとも二の回路からなる抵抗発熱体で囲まれた領域ま
たはその間の領域であって、これら周囲の回路の近傍を
除く領域をいう。

【００１１】第一の本発明のセラミックヒータにおいて
は、測温素子は、抵抗発熱体形成領域内と抵抗発熱体非
形成領域内とに、それぞれ少なくとも１個ずつ設けられ
ているため、抵抗発熱体形成領域内と抵抗発熱体非形成
領域内とでセラミック基板の温度を測定することによ
り、両者の間で、どの程度温度差が発生しているかを把
握することができる。従って、この測定結果に基づいて
両者の温度差がなるべく小さくなるように抵抗発熱体の
発熱量、発熱パターン、発熱時間の長さ、発熱の間隔等
を調整することにより、加熱面の温度分布を無くすこと
ができ、半導体ウエハ等の被加熱物を均一な温度で加熱
することができる。

【００１２】また、抵抗発熱体形成領域内では、加熱面
の平均温度と同じか、それより高めの温度Ｔ₁ が測定さ
れ、抵抗発熱体非形成領域内では、抵抗発熱体形成領域
内の温度Ｔ₁ よりも低い温度Ｔ₂ が測定される。従っ
て、それぞれの領域で温度Ｔ₁ 、Ｔ₂ を測定し、実際の
加熱面の温度の測定結果Ｔ₃ と比較し、Ｔ₁ 、Ｔ₂ とＴ
₃との関係を把握することにより、加熱面の温度の把握
が容易になり、この結果に基づいて加熱面の温度を制御
することにより、より正確に加熱面の温度を制御するこ
とができる。

【００１３】また、第二の本発明は、セラミック基板
と、上記セラミック基板の表面または内部に形成された
抵抗発熱体と、上記セラミック基板の温度を測定する測
温素子と、上記発熱体に電力を供給する制御部と、上記
測温素子により測定された温度データを記憶する記憶部
と、上記温度データから上記発熱体に必要な電力を演算
する演算部とを備えてなるセラミックヒータであって、
上記測温素子は、抵抗発熱体形成領域内と抵抗発熱体非
形成領域内とに、それぞれ少なくとも１個ずつ設けられ
ていることを特徴とする。

【００１４】第二の本発明のセラミックヒータは、第一
の本発明のセラミックヒータに加えて、さらに、上記発
熱体に電力を供給する制御部と、上記測温素子により測
定された温度データを記憶する記憶部と、上記温度デー
タから上記発熱体に必要な電力を演算する演算部とを備
えているので、第一の本発明で得られる効果に加え、上
記測温素子を用いて、抵抗発熱体形成領域内と抵抗発熱
体非形成領域内とでそれぞれ測定した温度データを上記
記憶部に記憶し、上記演算部で両領域内の温度差がどの
程度かを把握するとともに、これらのデータと試験等で
得られた加熱面の温度データとに基づいて加熱面の温度
を割り出し、加熱面に温度分布が発生せず、かつ、設定
温度となるように、最も適切な電力の印加条件を演算
し、この印加条件に基づいて上記制御部で電力を供給す
ることにより、半導体ウエハ等の被加熱物を均一かつ正
確な温度で、より効率的に加熱することができる。

【００１５】また、上記セラミック基板は、窒化物セラ
ミックまたは炭化物セラミックから構成されていること
が望ましい。機械的特性に優れているので、セラミック
基板を薄くし、熱容量を小さくすることができ、熱伝導
率も高いので、迅速に昇温、降温を行うことができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】まず、第一の本発明のセラミック
ヒータについて説明する。セラミック基板の表面または
内部に発熱体が形成されるとともに、上記セラミック基
板に測温素子が設けられてなるセラミックヒータであっ
て、上記測温素子は、抵抗発熱体形成領域内と抵抗発熱
体非形成領域内とに、それぞれ少なくとも１個ずつ設け
られていることを特徴とするセラミックヒータである。

【００１７】図１は、第一の本発明のセラミックヒータ
の一例を模式的に示した底面図であり、図２は、その一
部を示す部分拡大断面図である。

【００１８】このセラミックヒータ１０１では、円板状
に形成されたセラミック基板１１の加熱面１１ａの反対
側である底面１１ｂに、複数の回路からなる抵抗発熱体
１２が同心円形状のパターンに形成されている。また、
これら抵抗発熱体１２は、互いに近い二重の同心円同士
が１組の回路として、順次直線からなる抵抗発熱体で接
続されることにより、１本の線になるように接続され、
一連の回路が構成されている。

【００１９】従って、このセラミックヒータ１０１で
は、円環状の抵抗発熱体形成領域と発熱体非形成領域と
が、外側から内側に向かって交互に設けられており、ま
た、中心に円形状の抵抗発熱体非形成領域が設けられて
いる。そして、一の回路からなる抵抗発熱体１２に挟ま
れた抵抗発熱体形成領域内に有底孔１４ｂ、１４ｃが、
異なる回路からなる抵抗発熱体１２に囲まれた抵抗発熱
体非形成領域内に有底孔１４ａがそれぞれ形成され、こ
の有底孔１４ｂ、１４ｃ内に、それぞれ測温素子１７が
樹脂等を用いて埋設されている。また、抵抗発熱体形成
領域内に設けられた有底孔１４ｂ、１４ｃの近傍では、
有底孔１４ａ、１４ｂ、１４ｃを迂回するように、有底
孔１４ｂ、１４ｃの周囲近傍に抵抗発熱体が１２が形成
されている。

【００２０】抵抗発熱体１２は、その両端に入出力の端
子となる外部端子１３が金属被覆層１２０を介して接続
されており、中央に近い部分には、シリコンウエハ１９
を支持するリフターピン１６を挿通するための貫通孔１
５が形成されている。

【００２１】また、抵抗発熱体形成領域内に設けられる
有底孔１４ｂ、１４ｃおよび抵抗発熱体非形成領域内に
設けられる有底孔１４ａは、それぞれ、図１に示したよ
うに、セラミック基板１１上に、セラミック基板１１の
中心に対して対称で、かつ、それぞれが均等の距離で複
数配列していることが望ましい。これは、加熱面全体の
温度を効率的に測定できるからである。

【００２２】有底孔１４ａ、１４ｂ、１４ｃの底と加熱
面１１ａ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、加熱面１１ａに近くなり、より正確な半導体ウエ
ハの温度の測定が可能となるからである。

【００２３】有底孔１４ａ、１４ｂ、１４ｃの直径は、
０．３ｍｍ〜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１１ａとの距離を均等にすることが
できなくなるからである。

【００２４】抵抗発熱体のパターンとしては、特に限定
されず、例えば、図１に示した、互いに近い二重の同心
円同士が１組の回路として、順次直線からなる抵抗発熱
体で接続されることにより、１本の線になるように接続
され、一連の回路が構成されているパターン、図３に示
すような、最外周に屈曲線の繰り返しパターンである抵
抗発熱体３２ａが形成され、その内部に同心円形状のパ
ターンである抵抗発熱体３２ｂ〜３２ｄが形成されたパ
ターン等が挙げられる。

【００２５】また、同心円状のパターンが中心を含む直
線で複数個に分割され、それぞれ隣接する回路が屈曲線
で接続された円弧の繰り返しパターンも挙げられる。さ
らに、例えば、渦巻き状のパターン、偏心円状のパター
ン、屈曲線の繰り返しパターン等も用いることができ、
これらを併用してもよく、また、これらと図１、図３で
示すパターンとを併用してもよい。

【００２６】抵抗発熱体形成領域内に設ける有底孔の位
置に関しては、例えば、同心円状のパターン、渦巻き状
のパターン、円弧の繰り返しパターンのように、一の回
路からなる抵抗発熱体が、幾重か、互いに平行になるよ
うに近接して設けられている場合には、図１や図３に示
すように、これらの回路に挟まれる位置に設けることに
なるが、これらの回路により形成される帯状の領域の中
心に近い場所に設けることが望ましい。有底孔の直径よ
りも抵抗発熱体間の距離が短い場合には、有底孔が形成
された部分では、有底孔の周囲を迂回するように抵抗発
熱体を形成することになる。

【００２７】また、抵抗発熱体が屈曲線の繰り返しパタ
ーンより構成されている場合には、図３に示すように、
これらのパターンが形成する帯状の領域の比較的中心に
近い部分に有底孔が形成されていることが望ましい。こ
のような位置に有底孔を形成することにより、安定的に
高温部分の温度を測定することができるからである。

【００２８】抵抗発熱体非形成領域内に設けられる有底
孔の位置に関しては、二の回路の両方からの距離が同じ
になる位置に形成されていることが望ましい。低温部分
の温度を測定することができるからである。また、これ
らの有底孔は、例えば、円形のセラミック基板では、そ
の中心から同じ距離で、回転対象となる位置に設けるこ
とが望ましい。これらの位置に有底孔を設けることによ
り、全体的なセラミック基板の温度を把握することがで
きるからである。

【００２９】有底孔の数、すなわち、セラミック基板に
設ける測温素子の数は、セラミック基板の大きさに依存
するが、例えば、直径が２１０ｍｍのセラミック基板で
は、抵抗発熱体形成領域内に２〜２０個、抵抗発熱体非
形成領域内に２〜２０個設けることが望ましく、直径が
３００ｍｍのセラミック基板では、抵抗発熱体形成領域
内に２〜３０個、抵抗発熱体非形成領域内に２〜３０個
設けることが望ましい。

【００３０】また、それぞれの領域内に設けられる有底
孔は、近接する抵抗発熱体から、少なくとも１ｍｍ以上
離れていることが好ましい。有底孔と抵抗発熱体の距離
が近過ぎると、測温素子と抵抗発熱体とが接触した、短
絡が発生するおそれがあるからである。

【００３１】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（１
９８０）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。

【００３２】上記熱電対の接合部の大きさは、素線の径
と同じが、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。

【００３３】上記測温素子は、金ろう、銀ろうなどを使
用して、有底孔３４の底に接着してもよく、有底孔３４
に挿入した後、耐熱性樹脂で封止してもよく、両者を併
用してもよい。

【００３４】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。

【００３５】上記金ろうとしては、３７〜８０．５重量
％Ａｕ−６３〜１９．５重量％Ｃｕ合金、８１．５〜８
２．５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。

【００３６】第一の本発明においては、上述したよう
に、抵抗発熱体をセラミック基板の表面（底面）に形成
してもよく、抵抗発熱体をセラミック基板の内部に埋設
してもよい。図３は、第一の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り、図４は、その
一部を示す部分拡大断面図である。このセラミックヒー
タ２０１では、円板状に形成されたセラミック基板３１
の内部に抵抗発熱体３２（３２ａ〜３２ｄ）が形成され
ている。

【００３７】すなわち、セラミック基板３１の内部の最
外周に、４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が形成され、その内側に、同心円パ
ターンからなる抵抗発熱体３２ｂ〜３２ｄが、一定の間
隔を置いて形成されている。

【００３８】図３に示したように、抵抗発熱体形成領域
内に設ける有底孔３４ｂは、４個の外側の屈曲線の繰り
返しパターンからなる抵抗発熱体回路のそれぞれと、内
側の同心円パターンからなる抵抗発熱体３２ｂ〜３２ｄ
のうちの２個の回路の内部に設けられている。また、抵
抗発熱体非形成領域内に設ける有底孔３４ａは、４個の
外側の屈曲線の繰り返しパターンからなる抵抗発熱体３
２ａの回路の間と、抵抗発熱体３２ａおよび抵抗発熱体
３２ｂの間と、抵抗発熱体３２ｃおよび抵抗発熱体３２
ｄの間とに設けられている。そして、熱電対等の測温素
子３７が、有底孔３４ａ〜３４ｄに樹脂等を用いて埋設
されている。また、これら有底孔３４ａ〜３４ｄは、セ
ラミック基板３１の中心に対して対称で、かつ、それぞ
れが均等に散らばるように複数配列されている。これ
は、加熱面全体の温度を効率的に測定することができる
からである。

【００３９】また、このセラミックヒータ２０１では、
図１に示したセラミックヒータ１０１と同様に、複数の
貫通孔３５が形成されるとともに、抵抗発熱体３２ａ〜
３２ｄの端部の直下には、スルーホール３８が形成さ
れ、さらに、このスルーホール３８を露出させる袋孔３
９が底面３１ｂに形成され、袋孔３９には外部端子３３
が挿入され、ろう材（図示せず）で接合されている。

【００４０】第一の本発明では、このように測温素子
は、抵抗発熱体形成領域内と抵抗発熱体非形成領域内と
に、それぞれ少なくとも１個ずつ設けられているため、
両方の領域で温度を測定することにより、両領域でどの
程度温度差が発生しているかを把握することができ、こ
の測定結果に基づいて両者の温度差がなるべく小さくな
るように抵抗発熱体の発熱量等を調整することにより、
加熱面の温度分布を無くすことができ、半導体ウエハ等
の被加熱物を均一な温度で加熱することができる。

【００４１】また、抵抗発熱体形成領域内では、加熱面
の平均温度と同じか、それより高めの温度Ｔ₁ が測定さ
れ、抵抗発熱体非形成領域内では、抵抗発熱体形成領域
内の温度Ｔ₁ よりも低い温度Ｔ₂ が測定される。従っ
て、それぞれの領域で温度Ｔ₁ 、Ｔ₂ を測定し、実際の
加熱面の温度の測定結果Ｔ₃ と比較し、Ｔ₁ 、Ｔ₂ とＴ
₃との関係を把握する（関係式を立てる）ことにより、
加熱面の温度の把握が容易になり、この結果に基づいて
加熱面の温度を制御することにより、より正確に加熱面
の温度を制御することができる。

【００４２】第一の本発明のセラミックヒータにおいて
は、上述のように、抵抗発熱体をセラミック基板の表面
（底面）に形成してもよく、抵抗発熱体をセラミック基
板の内部に埋設してもよい。抵抗発熱体をセラミック基
板の表面に形成する場合には、金属粒子を含む導電ペー
ストをセラミック基板の表面に塗布して所定パターンの
導体ペースト層を形成した後、これを焼き付け、セラミ
ック基板の表面で金属粒子を焼結させる方法が好まし
い。なお、金属の焼結は、金属粒子同士および金属粒子
とセラミックとが融着していれば充分である。

【００４３】セラミック基板の表面に抵抗発熱体を形成
する場合には、この抵抗発熱体の厚さは、１〜３０μｍ
が好ましく、１〜１０μｍがより好ましい。また、セラ
ミック基板の内部に抵抗発熱体を形成する場合には、そ
の厚さは、１〜５０μｍが好ましい。

【００４４】また、セラミック基板の表面に抵抗発熱体
を形成する場合には、抵抗発熱体の幅は、０．１〜２０
ｍｍが好ましく、０．１〜５ｍｍがより好ましい。ま
た、セラミック基板の内部に抵抗発熱体を形成する場合
には、抵抗発熱体の幅は、５〜２０μｍが好ましい。

【００４５】抵抗発熱体は、その幅や厚さにより抵抗値
に変化を持たせることができるが、上記した範囲が最も
実用的である。抵抗値は、薄く、また、細くなる程大き
くなる。抵抗発熱体は、セラミック基板の内部に形成し
た場合の方が、厚み、幅とも大きくなるが、抵抗発熱体
を内部に設けると、加熱面と抵抗発熱体との距離が短く
なり、表面の温度の均一性が低下するため、抵抗発熱体
自体の幅を広げる必要があること、内部に抵抗発熱体を
設けるために、窒化物セラミック等との密着性を考慮す
る必要性がないため、タングステン、モリブデンなどの
高融点金属やタングステン、モリブデンなどの炭化物を
使用することができ、抵抗値を高くすることが可能とな
るため、断線等を防止する目的で厚み自体を厚くしても
よい。そのため、抵抗発熱体は、上記した厚みや幅とす
ることが望ましい。

【００４６】抵抗発熱体の形成位置をこのように設定す
ることにより、抵抗発熱体から発生した熱がセラミック
基板の内部を伝搬していくうちに、セラミック基板全体
に拡散し、被加熱物（半導体ウエハ）を加熱する面の温
度分布が均一化され、その結果、被加熱物の各部分にお
ける温度が均一化される。

【００４７】抵抗発熱体は、断面が矩形であっても楕円
であってもよいが、偏平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、加熱面の温度
分布ができにくいからである。断面のアスペクト比（抵
抗発熱体の幅／抵抗発熱体の厚さ）は、１０〜５０００
であることが望ましい。この範囲に調整することによ
り、抵抗発熱体の抵抗値を大きくすることができるとと
もに、加熱面の温度の均一性を確保することができるか
らである。

【００４８】抵抗発熱体の厚さを一定とした場合、アス
ペクト比が上記範囲より小さいと、セラミック基板の加
熱面方向への熱の伝搬量が小さくなり、抵抗発熱体のパ
ターンに近似した熱分布が加熱面に発生してしまい、逆
にアスペクト比が大きすぎると抵抗発熱体の中央の直上
部分が高温となってしまい、結局、抵抗発熱体のパター
ンに近似した熱分布が加熱面に発生してしまう。従っ
て、温度分布を考慮すると、断面のアスペクト比は、１
０〜５０００であることが好ましいのである。

【００４９】抵抗発熱体をセラミック基板の表面に形成
する場合は、アスペクト比を１０〜２００、抵抗発熱体
をセラミック基板の内部に形成する場合は、アスペクト
比を２００〜５０００とすることが望ましい。

【００５０】抵抗発熱体は、セラミック基板の内部に形
成した場合の方が、アスペクト比が大きくなるが、これ
は、抵抗発熱体を内部に設けると、加熱面と抵抗発熱体
との距離が短くなり、表面の温度均一性が低下するた
め、抵抗発熱体自体を偏平にする必要があるからであ
る。

【００５１】本発明の抵抗発熱体をセラミック基板の内
部に偏芯して形成する場合の位置は、セラミック基板の
加熱面に対向する底面に近い位置で、加熱面から底面ま
での距離に対して５０％を超え、９９％までの位置とす
ることが望ましい。５０％以下であると、加熱面に近す
ぎるため、温度分布が発生してしまい、逆に、９９％を
超えると、セラミック基板自体に反りが発生して、半導
体ウエハが破損するからである。

【００５２】また、抵抗発熱体をセラミック基板の内部
に形成する場合には、抵抗発熱体形成層を複数層設けて
もよい。この場合は、各層のパターンは、相互に補完す
るようにどこかの層に抵抗発熱体が形成され、加熱面の
上方から見ると、どの領域にもパターンが形成されてい
る状態が望ましい。このような構造としては、例えば、
互いに千鳥の配置になっている構造が挙げられる。

【００５３】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の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。

【００５４】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、ニッケルなどが好ましく、中でも、貴金属
（金、銀、白金、パラジウム）がより好ましい。また、
これらは、単独で用いてもよいが、２種以上を併用する
ことが望ましい。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。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。

【００５５】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。０．１μ
ｍ未満と微細すぎると、酸化されやすく、一方、１００
μｍ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。

【００５６】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、抵抗発熱体と窒化物セラミック等と
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。

【００５７】導体ペーストに使用される樹脂としては、
例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などが挙げられ
る。また、溶剤としては、例えば、イソプロピルアルコ
ールなどが挙げられる。増粘剤としては、セルロースな
どが挙げられる。

【００５８】導体ペーストには、上記したように、金属
粒子に金属酸化物を添加し、抵抗発熱体を金属粒子およ
び金属酸化物を焼結させたものとすることが望ましい。
このように、金属酸化物を金属粒子とともに焼結させる
ことにより、セラミック基板である窒化物セラミックま
たは炭化物セラミックと金属粒子とを密着させることが
できる。

【００５９】金属酸化物を混合することにより、窒化物
セラミックまたは炭化物セラミックと密着性が改善され
る理由は明確ではないが、金属粒子表面や窒化物セラミ
ック、炭化物セラミックの表面は、わずかに酸化されて
酸化膜が形成されており、この酸化膜同士が金属酸化物
を介して焼結して一体化し、金属粒子と窒化物セラミッ
クまたは炭化物セラミックとが密着するのではないかと
考えられる。

【００６０】上記金属酸化物としては、例えば、酸化
鉛、酸化亜鉛、シリカ、酸化ホウ素（Ｂ ₂ Ｏ₃ ）、アル
ミナ、イットリアおよびチタニアからなる群から選ばれ
る少なくとも１種が好ましい。

【００６１】これらの酸化物は、抵抗発熱体の抵抗値を
大きくすることなく、金属粒子と窒化物セラミックまた
は炭化物セラミックとの密着性を改善することができる
からである。

【００６２】上記酸化鉛、酸化亜鉛、シリカ、酸化ホウ
素（Ｂ₂ Ｏ₃ ）、アルミナ、イットリア、チタニアの割
合は、金属酸化物の全量を１００重量部とした場合、重
量比で、酸化鉛が１〜１０、シリカが１〜３０、酸化ホ
ウ素が５〜５０、酸化亜鉛が２０〜７０、アルミナが１
〜１０、イットリアが１〜５０、チタニアが１〜５０で
あって、その合計が１００重量部を超えない範囲で調整
されていることが望ましい。これらの範囲で、これらの
酸化物の量を調整することにより、特に窒化物セラミッ
クとの密着性を改善することができる。上記金属酸化物
の金属粒子に対する添加量は、０．１重量％以上１０重
量％未満が好ましい。

【００６３】また、抵抗発熱体を形成した際の面積抵抗
率は、０．１ｍΩ〜１０Ω／□が好ましい。面積抵抗率
が０．１ｍΩ／□未満の場合、発熱量を確保するため
に、抵抗発熱体パターンの幅を０．１〜１ｍｍ程度と非
常に細くしなければならず、このため、パターンのわず
かな欠け等で断線したり、抵抗値が変動し、また、面積
抵抗率が１０Ω／□を超えると、抵抗発熱体パターンの
幅を大きくしなければ、発熱量を確保できず、その結
果、パターン設計の自由度が低下し、加熱面の温度を均
一にすることが困難となるからである。

【００６４】抵抗発熱体がセラミック基板の表面に形成
される場合には、抵抗発熱体の表面部分に、金属被覆層
（図２参照）１２０が形成されていることが望ましい。
内部の金属焼結体が酸化されて抵抗値が変化するのを防
止するためである。形成する金属被覆層１２０の厚さ
は、０．１〜１０μｍが好ましい。

【００６５】金属被覆層１２０を形成する際に使用され
る金属は、非酸化性の金属であれば特に限定されない
が、具体的には、例えば、金、銀、パラジウム、白金、
ニッケルなどが挙げられる。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。これらのなかでは、
ニッケルが好ましい。

【００６６】抵抗発熱体１２には、電源と接続するため
の端子が必要であり、この端子は、半田（図示せず）を
介して抵抗発熱体１２に取り付けるが、ニッケルは、半
田の熱拡散を防止するからである。接続端子としては、
例えば、コバール製の外部端子１３が挙げられる。

【００６７】なお、抵抗発熱体をセラミック基板の内部
に形成する場合には、抵抗発熱体表面が酸化されること
がないため、被覆は不要である。抵抗発熱体をセラミッ
ク基板内部に形成する場合、抵抗発熱体の一部が表面に
露出していてもよく、抵抗発熱体を接続するためのスル
ーホールが端子部分に設けられ、このスルーホールに端
子が接続、固定されていてもよい。

【００６８】接続端子を接続する場合、半田としては、
銀−鉛、鉛−スズ、ビスマス−スズなどの合金を使用す
ることができる。なお、半田層の厚さは、０．１〜５０
μｍが好ましい。半田による接続を確保するのに充分な
範囲だからである。

【００６９】本発明のセラミックヒータを形成するセラ
ミックは、窒化物セラミックまたは炭化物セラミックで
あることが望ましい。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も小さく、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。

【００７０】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が薄いため、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する。
即ち、電圧、電流値を変えて抵抗発熱体の温度を変化さ
せることにより、セラミック基板の表面温度を制御する
ことができるのである。また、窒化物セラミックや炭化
物セラミックは、熱伝導率が高いため、発熱体パターン
に起因する温度のばらつきが生じやすいため、酸化物セ
ラミックに比べて、本発明の構成が有効に機能する。

【００７１】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。

【００７２】また、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、炭化チタン、炭化
タンタル、炭化タングステン等が挙げられる。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。

【００７３】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。また、上記セラミック
基板は、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、Ｙ₂ Ｏ₃ 、Ｎａ₂ Ｏ、Ｌｉ
₂ Ｏ、Ｒｂ₂ Ｏ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、セラミック基板
は、アルミナを含有していてもよい。上記セラミック基
板は、明度がＪＩＳＺ８７２１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
を有するセラミック基板は、輻射熱量、隠蔽性に優れる
からである。

【００７４】なお、セラミック基板として窒化物セラミ
ックまたは炭化物セラミック等を使用する際、必要によ
り、絶縁層を形成してもよい。窒化物セラミックは酸素
固溶等により、高温で体積抵抗値が低下しやすく、また
炭化物セラミックは特に高純度化しない限り導電性を有
しており、絶縁層を形成することにより、高温時あるい
は不純物を含有していても回路間の短絡を防止して温度
制御性を確保できるからである。

【００７５】上記絶縁層としては、酸化物セラミックが
望ましく、具体的には、シリカ、アルミナ、ムライト、
コージェライト、ベリリア等を使用することができる。
このような絶縁層としては、アルコキシドを加水分解重
合させたゾル溶液をセラミック基板にスピンコートして
乾燥、焼成を行ったり、スパッタリング、ＣＶＤ等で形
成してもよい。また、セラミック基板表面を酸化処理し
て酸化物層を設けてもよい。

【００７６】上記絶縁層は、０．１〜１０００μｍであ
ることが望ましい。０．１μｍ未満では、絶縁性を確保
できず、、１０００μｍを超えると抵抗発熱体からセラ
ミック基板への熱伝導性を阻害してしまうからである。
さらに、上記絶縁層の体積抵抗率は、上記セラミック基
板の体積抵抗率の１０倍以上（同一測定温度）であるこ
とが望ましい。１０倍未満では、回路の短絡を防止でき
ないからである。

【００７７】セラミック基板１１の厚さは、０．５〜５
ｍｍが好ましい。０．５ｍｍより薄いと、強度が低下す
るため破損しやすくなり、一方、５ｍｍより厚くなる
と、熱が伝搬しにくくなり、加熱の効率が悪くなる。

【００７８】また、セラミック基板の直径は、２００ｍ
ｍ以上が望ましい。大きな直径を持つセラミック基板ほ
ど加熱面の温度が不均一化しやすいため、本発明の構成
が有効に機能するからである。また、このような大きな
直径を持つ基板は、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。セラミック基板の直径は、特に
１２インチ（３００ｍｍ）以上であることが望ましい。
次世代の半導体ウエハの主流となるからである。

【００７９】次に、第二の本発明について説明する。第
二の本発明は、セラミック基板と、上記セラミック基板
の表面または内部に形成された抵抗発熱体と、上記セラ
ミック基板の温度を測定する測温素子と、上記発熱体に
電力を供給する制御部と、上記測温素子により測定され
た温度データを記憶する記憶部と、上記温度データから
上記発熱体に必要な電力を演算する演算部とを備えてな
るセラミックヒータであって、上記測温素子は、抵抗発
熱体形成領域内と抵抗発熱体非形成領域内とに、それぞ
れ少なくとも１個ずつ設けられていることを特徴とす
る。

【００８０】第二の本発明のセラミックヒータは、第一
の本発明のセラミックヒータに加えて、さらに、上記発
熱体に電力を供給する制御部と、上記測温素子により測
定された温度データを記憶する記憶部と、上記温度デー
タから上記発熱体に必要な電力を演算する演算部とを備
えているので、第一の本発明で得られる効果に加え、上
記測温素子を用いて、抵抗発熱体形成領域内と抵抗発熱
体非形成領域内とでそれぞれ測定した温度データを上記
記憶部に記憶し、上記演算部で両領域内の温度差がどの
程度かを把握するとともに、これらのデータと試験等で
得られた加熱面の温度データとに基づいて加熱面の温度
を割り出し、加熱面に温度分布が発生せず、かつ、設定
温度となるように、最も適切な電力の印加条件を演算
し、この印加条件に基づいて上記制御部で電力を供給す
ることにより、半導体ウエハ等の被加熱物を均一かつ正
確な温度で、より効率的に加熱することができる。

【００８１】また、第二の本発明は、演算部を有するた
め、急激な温度変化（外乱）があった場合でも、測温結
果に基づいて、発熱体の各回路に必要な電力量を正確に
演算できるため、所望の設定温度になるよう迅速に制御
することができる。

【００８２】第二の本発明においては、上記発熱体に電
力を供給する制御部と、上記測温素子により測定された
温度データを記憶する記憶部と、上記温度データから上
記発熱体に必要な電力を演算する演算部の他は、第一の
本発明に係るセラミックヒータと同様なので、ここでの
詳しい説明は省略する。

【００８３】図５は、第二の本発明の一例であるセラミ
ックヒータ３０１の概略を示したブロック図である。セ
ラミックヒータ３０１において、セラミック基板４１
は、円板状に形成されており、図１に示したセラミック
ヒータと同様に、セラミック基板４１の底面４１ｂに抵
抗発熱体４２が形成されている。

【００８４】なお、抵抗発熱体４２は、その両端に入出
力の端子となる外部端子４３が金属被覆層４２０を介し
て接続されている。また、外部端子４３には、ソケット
２０が取り付けられ、このソケット２０は、電源を有す
る制御部に接続されている。また、中央に近い部分に
は、半導体ウエハ３９を支持するリフターピン１６を挿
通するための貫通孔４５が形成され、さらに、セラミッ
ク基板４１に、底面４１ｂ側から測温素子４７を挿入す
るため、抵抗発熱体形成領域内に有底孔４４ｂが、ま
た、抵抗発熱体非形成領域内に有底孔４４ａが、それぞ
れ形成されている。

【００８５】セラミック基板４１の底面４１ｂ側から設
けられた有底孔４４ａ、４２ｂの底には、それぞれ熱電
対等からなる測温素子４７が固定されている。これらの
測温素子４７は、記憶部２１に接続され、各測温素子４
７の温度を一定時間毎に測定し、そのデータを記憶する
ことができるようになっている。そして、この記憶部２
１は、制御部２３に接続されるとともに、演算部２２に
接続され、記憶部２１に記憶されたデータに基づき、演
算部２２で制御する電圧値等の計算を行い、これに基づ
き、制御部２３から各抵抗発熱体４２に対して所定の電
圧を印加し、加熱面４１ａの温度を均一化することがで
きるようになっている。

【００８６】次に、上記したセラミックヒータ３０１の
動作について、説明する。まず、制御部２３を作動させ
ることによりセラミックヒータ４０に電力を投入する
と、セラミック基板４１自体の温度が上がり始めるが、
抵抗発熱体非形成領域内の方の表面温度がやや低温にな
る。

【００８７】測温素子４７で測温したデータは、記憶部
２１に一旦格納される。次に、この温度データは演算部
２２に送られ、演算部２２において、各測定点における
温度の差ΔＴを演算し、さらに、加熱面４１ａの温度の
均一化のために必要なデータΔＷを演算する。

【００８８】例えば、抵抗発熱体形成領域内の有底孔４
４ｂに固定された測温素子により測定された温度Ｔ₁
と、抵抗発熱体非形成領域内の有底孔４４ａの測温素子
により測定された温度Ｔ₂ との間に温度差ΔＴが存在
し、このΔＴが一定以上となった場合には、ΔＴがなる
べく小さくなるような電力データΔＷ（電力を供給する
時間、供給時間と電力供給を停止する時間との比、電力
の供給量等を含む）を演算し、これを制御部２３に送信
して、これに基づいた電力を抵抗発熱体４２に投入して
昇温させるのである。

【００８９】電力の計算アルゴリズムについては、セラ
ミック基板４１の比熱と加熱域の重量から昇温に必要な
電力を演算する方法が最も簡便であり、これに抵抗発熱
体パターンに起因する補正係数を加味してもよい。ま
た、予め、特定の抵抗発熱体パターンについて昇温試験
を行い、測温位置、投入電力、温度の関数を予め求めて
おき、この関数から投入電力を演算してもよい。さら
に、予め、一定の電力を供給する際、電力を供給する時
間、供給時間と電力供給を停止する時間との比を、どの
ようにしたときに、加熱面の温度分布を無くすことがで
きるかを試験しておき、この試験結果に基づいて、電力
を投入してもよい。そして、演算部２２で演算された電
力に対応する印加電圧と時間とを制御部２３に送信し、
制御部２３でその値に基づいて各抵抗発熱体４２に電力
を投入することになる。

【００９０】また、設定温度については、抵抗発熱体形
成領域内と抵抗発熱体非形成領域内との測温結果と、過
去の加熱面での実際の測温結果等のデータとに基づき計
算式等を立て、加熱面の温度を予想する演算を行い、設
定の温度となるように制御を行ってもよい。

【００９１】第一の本発明のセラミックヒータを構成す
るセラミック基板の内部に静電電極を設けた場合には、
静電チャックとして機能する。上記静電電極に用いる金
属としては、例えば、貴金属（金、銀、白金、パラジウ
ム）、タングステン、モリブデン、ニッケルなどが好ま
しい。また、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。

【００９２】図６（ａ）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、（ｂ）は、（ａ）に示
した静電チャックのＡ−Ａ線断面図である。この静電チ
ャック４０１では、円形状のセラミック基板６１の内部
にチャック正負静電電極層６２、６３が埋設され、それ
ぞれスルーホール６８と接続され、その電極上にセラミ
ック誘電体膜６４が形成されている。

【００９３】また、（ｂ）に示したように、セラミック
基板６１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６
３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。

【００９４】また、セラミック基板６１の底面には、抵
抗発熱体６５と外部端子６６とが設けられ、シリコンウ
エハＷ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。また、図６には示していないが、セラミック基
板上の抵抗発熱体の形成領域と抵抗発熱体非形成領域内
のそれぞれに測温素子が設けられている。なお、セラミ
ック基板６１には、必要に応じて、ＲＦ電極が埋設され
ていてもよい。

【００９５】このような構成のセラミック基板が、静電
チャックとして動作する。この際、チャック正極静電層
６２とチャック負極静電層６３とに制御装置内の直流電
源から延びた配線の＋側と−側を接続し、直流電圧を印
加する。これにより、この静電チャック上に載置された
シリコンウエハＷが静電的に吸着されるとともに設定通
りかつ均一な温度で加熱され、この状態でシリコンウエ
ハＷに種々の加工を施すことが可能となる。

【００９６】図７および図８は、他の静電チャックを構
成するセラミック基板の静電電極を模式的に示した水平
断面図である。図７に示す静電チャック５０１を構成す
るセラミック基板７１では、セラミック基板７１の内部
に半円形状のチャック正極静電層７２とチャック負極静
電層７３とが形成されており、図８に示す静電チャック
６０１を構成するセラミック基板８１では、セラミック
基板８１の内部に円を４分割した形状のチャック正極静
電層８２ａ、８２ｂとチャック負極静電層８３ａ、８３
ｂとが形成されている。また、２枚の正極静電層８２
ａ、８２ｂおよび２枚のチャック負極静電層８３ａ、８
３ｂは、それぞれ交差するように形成されている。な
お、円形等の電極が分割された形態の電極を形成する場
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。

【００９７】上記の静電チャックを用いることにより、
上記セラミックヒータの場合と同様に、セラミック基板
加熱面での温度差をなるべく均一に保ちながら、被加熱
物を加熱および検査することができる。

【００９８】また、第二の本発明のセラミックヒータを
構成するセラミック基板の内部に静電電極を設けた場合
には、静電チャックとして機能し、制御部、記憶部およ
び演算部を用いて、セラミック基板の表面の温度を良好
に制御することができる。

【００９９】すなわち、上記静電チャックを用いること
により、第一の本発明に係る静電チャックにより得られ
る効果に加え、制御部、記憶部および演算部の働きによ
り、セラミック基板表面での温度分布を無くした状態で
半導体ウエハ等の被加熱物を加熱することができるた
め、被加熱物を設定通りかつ均一な温度で加熱すること
ができる。

【０１００】また、第一の本発明におけるセラミックヒ
ータの表面にチャックトップ導体層を設け、内部の導体
層として、ガード電極やグランド電極を設けた場合に
は、ウエハプローバ用チャックトップ板として機能す
る。

【０１０１】図９は、ウエハプローバ用チャックトップ
板７０１の一実施形態を模式的に示した断面図であり、
図１０は、その平面図であり、図１１は、図９に示した
ウエハプローバ用チャックトップ板におけるＡ−Ａ線断
面図である。

【０１０２】このウエハプローバ用チャックトップ板で
は、平面視円形状のセラミック基板３の表面に同心円形
状の溝７が形成されるとともに、溝７の一部にシリコン
ウエハを吸引するための複数の吸引孔８が設けられてお
り、溝７を含むセラミック基板３の大部分にシリコンウ
エハの電極と接続するためのチャックトップ導体層２が
円形状に形成されている。

【０１０３】一方、セラミック基板３の底面には、シリ
コンウエハの温度をコントロールするために、平面視同
心円形状の抵抗発熱体４が設けられており、抵抗発熱体
４の両端は、半田層等（図示せず）を介して、外部端子
９が接続、固定されている。図６には示していないが、
セラミック基板上の抵抗発熱体の形成領域と抵抗発熱体
非形成領域内のそれぞれに測温素子が設けられている。

【０１０４】セラミック基板３の内部には、さらに、ス
トレイキャパシタやノイズを除去するために、図１１に
示したような格子形状のガード電極５とグランド電極６
とが設けられ、これらガード電極５とグランド電極６と
は、スルーホール５６、５７を介して図示しない外部端
子等と接続されている。なお、符号１は、電極非形成部
を示している。このような矩形状の電極非形成部１をガ
ード電極５の内部に形成しているのは、ガード電極５を
挟んだ上下のセラミック基板３をしっかりと接着させる
ためである。

【０１０５】上記のウエハプローバ用チャックトップ板
を用いることにより、上記セラミックヒータの場合と同
様に、正確な温度で、セラミック基板加熱面での温度分
布が生じないように被加熱物を加熱することができ、そ
の上に載置された半導体ウエハ上の導体回路の導通等を
検査することができる。

【０１０６】また、第二の本発明のセラミックヒータの
表面にチャックトップ導体層を設け、内部の導体層とし
て、ガード電極やグランド電極を設けた場合には、ウエ
ハプローバ用チャックトップ板として機能する。

【０１０７】上記ウエハプローバ用チャックトップ板を
用いることにより、第一の本発明に係るウエハプローバ
用チャックトップ板で得られる効果に加え、制御部、記
憶部および演算部を用いて、セラミック基板の表面の温
度を良好に制御することができる。

【０１０８】上記ウエハプローバ用チャックトップ板を
用いることにより、第一の本発明に係るウエハプローバ
用チャックトップ板により得られる効果に加え、制御
部、記憶部および演算部の働きにより、セラミック基板
表面での温度分布を無くした状態で半導体ウエハ等の被
加熱物を正確な温度で加熱することができ、その上に載
置された半導体ウエハ上の導体回路の導通等を検査する
ことができる。

【０１０９】次に、第一および第二の本発明のセラミッ
クヒータの製造方法について説明する。なお、第二のセ
ラミックヒータは、第一のセラミックヒータに制御部、
記憶部および演算部が付加された構成となっており、抵
抗発熱体が形成されたセラミック基板等は同様に構成さ
れているので、両者をまとめて説明することとする。

【０１１０】図１２（ａ）〜（ｄ）は、セラミック基板
の底面の抵抗発熱体が形成されたセラミックヒータの製
造方法を模式的に示した断面図である。図１２に基づ
き、セラミック基板の底面に抵抗発熱体１２が形成され
たセラミックヒータの製造方法について説明する。

【０１１１】(1) セラミック基板の作製工程上述した窒化アルミニウムなどの窒化物セラミックに必
要に応じてイットリア等の焼結助剤やバインダ等を配合
してスラリーを調製した後、このスラリーをスプレード
ライ等の方法で顆粒状にし、この顆粒を金型などに入れ
て加圧することにより板状などに成形し、生成形体（グ
リーン）を作製する。この際、カーボンを含有させても
よい。

【０１１２】次に、生成形体に、必要に応じて、シリコ
ンウエハを運搬するためのリフターピンを挿通する貫通
孔１５となる部分や熱電対などの測温素子を埋め込むた
めの有底孔１４ａ、１４ｂとなる部分やシリコンウエハ
を支持するための支持ピンを挿通するための貫通孔や凹
部となる部分等を形成する。この際、有底孔は、得られ
るセラミックヒータの抵抗発熱体非形成領域内および抵
抗発熱体形成領域内に、それぞれ入る様に設ける。製造
したセラミック基板にドリル等を用いて、有底孔１４
ａ、１４ｂや貫通孔１５を形成してもよい。

【０１１３】次に、この生成形体を加熱、焼成して焼結
させ、セラミック製の板状体を製造する。この後、所定
の形状に加工することにより、セラミック基板１１を作
製するが、焼成後にそのまま使用することができる形状
としてもよい。加圧しながら加熱、焼成を行うことによ
り、気孔のないセラミック基板１１を製造することが可
能となる。加熱、焼成は、焼結温度以上であればよい
が、窒化物セラミックでは、１０００〜２５００℃であ
る。通常、焼成後に、貫通孔１５や有底孔１４ａ、１４
ｂを形成する（図１２（ａ））。

【０１１４】(2) セラミック基板に導体ペーストを印刷
する工程導体ペーストは、一般に、金属粒子、樹脂、溶剤からな
る粘度の高い流動物である。この導体ペーストをスクリ
ーン印刷などを用い、抵抗発熱体を設けようとする部分
に印刷を行うことにより、導体ペースト層を形成する。
この際、(1) で設けられた測温素子挿入のための有底孔
が、導体ペースト焼成後に、抵抗発熱体非形成領域内
と、抵抗発熱体形成領域内のそれぞれに入るようなパタ
ーンに印刷する。また、抵抗発熱体は、セラミック基板
全体を均一な温度にする必要があることから、同心円状
や屈曲線状の、または、同心円状と屈曲円状とを組み合
わせたパターンなどに印刷することが好ましい。導体ペ
ースト層は、焼成後の抵抗発熱体１２の断面が、方形
で、偏平な形状となるように形成することが好ましい。

【０１１５】(3) 導体ペーストの焼成セラミック基板１１の底面に印刷した導体ペースト層を
加熱焼成して、樹脂、溶剤を除去するとともに、金属粒
子を焼結させ、セラミック基板１１の底面に焼き付け、
抵抗発熱体１２を形成する（図１２（ｂ））。加熱焼成
の温度は、５００〜１０００℃が好ましい。導体ペース
ト中に上述した金属酸化物を添加しておくと、金属粒
子、セラミック基板および金属酸化物が焼結して一体化
するため、抵抗発熱体とセラミック基板との密着性が向
上する。

【０１１６】(4) 金属被覆層の形成抵抗発熱体１２の表面に、金属被覆層１２０を設ける
（図１２（ｃ））。金属被覆層１２０は、電解めっき、
無電解めっき、スパッタリング等により形成することが
できるが、量産性を考慮すると、無電解めっきが最適で
ある。

【０１１７】(5) 端子等の取り付け抵抗発熱体１２のパターンの端部に電源との接続のため
の外部端子１３を半田層を介して取り付ける。また、有
底孔１４ａ、１４ｂに熱電対等の測温素子１７を挿入
し、ポリイミド等の耐熱樹脂、セラミック等で封止する
（図１２（ｄ））ことにより、セラミックヒータとす
る。

【０１１８】さらに、通常は、このセラミックヒータを
支持容器に設置するとともに、電源を有する制御部、記
憶部、および演算部を備えた温調器等を用意し、外部端
子を介して制御部からの配線を接続するとともに、熱電
対からの配線を記憶部に接続する。

【０１１９】なお、本発明のセラミックヒータでは、静
電電極を設けて静電チャックとしてもよく、チャップト
ップ導体層を設けてウエハプローバ用のチャックトップ
板としてもよい。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と、該セ
ラミックヒータは静電チャックとして機能する。また、
加熱面にチャックトップ導体層を設け、セラミック基板
の内部にガード電極やグランド電極を設けることにより
ウエハプローバ用チャップトップ板として機能する。

【０１２０】セラミック基板の内部に電極を設ける場合
には、金属箔等をセラミック基板の内部に埋設すればよ
い。また、セラミック基板の表面に導体層を形成する場
合には、スパッタリング法やめっき法を用いることがで
き、これらを併用してもよい。

【０１２１】本発明に係るセラミックヒータは、上記方
法の他、いわゆるグリーンシート法によっても製造する
ことができる。この場合には、窒化アルミニウム粉末、
焼結助剤、樹脂バインダ、アルコール等を混合した組成
物を、ドクターブレード法を用いて成形することにより
グリーンシートを作製し、このグリーンシートを積層し
て積層体を作製した後、この積層体を焼成してセラミッ
ク基板を製造する。そして、このセラミック基板上に上
記した方法と同様にして、導体ペースト層を形成し、焼
成することにより、抵抗発熱体を形成し、セラミックヒ
ータとする。

【０１２２】なお、グリーンシートの積層体を作製する
際、グリーンシート上に、所定パターンの導体ペースト
層を形成し、導体ペースト層が形成されていないグリー
ンシートと積層することにより、セラミック基板の内部
に抵抗発熱体や静電電極等を有するセラミック基板を製
造することができ、このセラミック基板を用いることに
より、セラミックヒータ、静電チャック等とすることが
できる。

【０１２３】

【実施例】以下、本発明をさらに詳細に説明する。（実施例１）セラミックヒータの製造（図１、２、１
２参照）（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（Ｙ₂ Ｏ
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１２重量部およびアルコールからな
る組成物のスプレードライを行い、顆粒状の粉末を作製
した。

【０１２４】（２）次に、この顆粒状の粉末を金型に入
れ、平板状に成形して生成形体（グリーン）を得た。（３）加工処理の終わった生成形体を温度：１８００
℃、圧力：２０ＭＰａでホットプレスし、厚さが３ｍｍ
の窒化アルミニウム焼結体を得た。次に、この板状体か
ら直径２３０ｍｍの円板体を切り出し、セラミック製の
板状体（セラミック基板１１）とした。次に、この板状
体にドリル加工を施し、半導体ウエハを運搬するための
リフターピンを挿入する貫通孔１５、熱電対を埋め込む
ための有底孔１４（直径：１．１ｍｍ、深さ：２ｍｍ）
を形成した（図１２（ａ））。

【０１２５】この際、測温素子を埋め込むための有底孔
は、抵抗発熱体を形成した際、有底孔１４ｂ、１４ｃが
抵抗発熱体形成領域内に、有底孔１４ａが抵抗発熱体非
形成領域内に、それぞれ入る様に設けた。抵抗発熱体を
形成したセラミック基板にドリル等を用いて、有底孔１
４や貫通孔１５を形成してもよい。

【０１２６】（４）上記（３）で得た焼結体の底面に、
スクリーン印刷にて導体ペーストを印刷した。印刷パタ
ーンは、同心円形状のパターンに形成されている。ま
た、これら抵抗発熱体１２は、互いに近い二重の同心円
同士が１組の回路として、順次直線からなる抵抗発熱体
で接続されることにより、１本の線になるように接続さ
れ、一連の回路が構成されている。なお、図１に示した
ように、抵抗発熱体形成領域内に設けた有底孔の近傍で
は、抵抗発熱体は、有底孔の回りを迂回するように設け
た。このとき、有底孔と抵抗発熱体との距離は、２ｍｍ
であった。

【０１２７】また、導体ペーストとしては、プリント配
線板のスルーホール形成に使用されている徳力化学研究
所製のソルベストＰＳ６０３Ｄを使用した。この導体ペ
ーストは、銀−鉛ペーストであり、銀１００重量部に対
して、酸化鉛（５重量％）、酸化亜鉛（５５重量％）、
シリカ（１０重量％）、酸化ホウ素（２５重量％）およ
びアルミナ（５重量％）からなる金属酸化物を７．５重
量部含むものであった。また、銀粒子は、平均粒径が
４．５μｍで、リン片状のものであった。

【０１２８】（５）次に、導体ペーストを印刷した焼結
体を７８０℃で加熱、焼成して、導体ペースト中の銀、
鉛を焼結させるとともに焼結体に焼き付け、抵抗発熱体
１２を形成した（図１２（ｂ））。銀−鉛の抵抗発熱体
１２は、その端子部近傍で、厚さが５μｍ、幅が２．４
ｍｍ、面積抵抗率が７．７ｍΩ／□であった。

【０１２９】（６）次に、硫酸ニッケル８０ｇ／ｌ、次
亜リン酸ナトリウム２４ｇ／ｌ、酢酸ナトリウム１２ｇ
／ｌ、ほう酸８ｇ／ｌ、塩化アンモニウム６ｇ／ｌを含
む水溶液からなる無電解ニッケルめっき浴に上記（５）
で作製した焼結体を浸漬し、銀−鉛の抵抗発熱体１２の
表面に厚さ１μｍの金属被覆層１２０（ニッケル層）を
析出させた（図１２（ｃ））。

【０１３０】（７）電源との接続を確保するための端子
部１２ａに、スクリーン印刷により、銀−鉛半田ペース
ト（田中貴金属社製）を印刷して半田層１８を形成し
た。ついで、半田層１８の上に断面がＴ字形状の外部端
子１３を載置して、４２０℃で加熱リフローし、抵抗発
熱体の端子部１２ａに外部端子１３を取り付けた。（８）温度制御のための熱電対を有底孔に挿入し、ポリ
イミド樹脂を充填し、１９０℃で２時間硬化させた。

【０１３１】（９）この後、上記工程を経たセラミック
基板を支持容器に設置するとともに、電源を有する制御
部、記憶部および演算部を備えた温調器（オムロン社製
Ｅ５ＺＥ）を用意し、セラミック基板を構成する抵抗
発熱体の端部に、外部端子１３を介して制御部２３から
の配線を接続するとともに、熱電対１７からの配線を記
憶部２１に接続した。

【０１３２】（実施例２）セラミックヒータ（図３、４
および図１３参照）の製造（１）窒化アルミニウム粉末（トクヤマ社製、平均粒径
０．６μｍ）１００重量部、アルミナ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９０を作製した。

【０１３３】（２）次に、このグリーンシート９０を８
０℃で５時間乾燥させた後、スルーホール３８となる部
分をパンチングにより設けた。

【０１３４】（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を調整した。
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を調整した。

【０１３５】この導体ペーストＡをグリーンシート上に
スクリーン印刷で印刷し、発熱体用の導体ペースト層３
２０を形成した。印刷パターンは、図３に示すような同
心円状と屈曲線状のパターンが混在するパターンとし
た。さらに、外部端子１３を接続するためのスルーホー
ル３８となる部分に導体ペーストＢを充填し、充填層３
８０を形成した。

【０１３６】上記処理の終わったグリーンシート９０
に、さらに、導体ペーストを印刷していないグリーンシ
ート９０を上側（加熱面）に３７枚、下側に１３枚積層
し、１３０℃、８ＭＰａの圧力で圧着して積層体を形成
した（図１３（ａ）参照）。

【０１３７】（４）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１５Ｍ
Ｐａで１０時間ホットプレスし、厚さ３ｍｍのセラミッ
ク板状体を得た。これを２１０ｍｍの円板状に切り出
し、内部に厚さ６μｍ、幅１０ｍｍの発熱体１２を有す
るセラミック板状体とした。

【０１３８】（５）次に、（４）で得られたセラミック
板状体を、ダイヤモンド砥石で研磨した後、マスクを載
置し、ＳｉＣ粒子等によるブラスト処理により、加熱面
から底面側に連通した支持ピン用貫通孔１５形成した。

【０１３９】また、底面には、熱電対を挿入するための
有底孔３４ａおよび３４ｂを形成した。このとき、３４
ａは抵抗発熱体非形成領域、３４ｂは、抵抗発熱体形成
領域にそれぞれ設けるようにした。この際、抵抗発熱体
形成領域内の有底孔は、抵抗発熱体に接触しないよう
に、抵抗発熱体から２ｍｍの位置に形成した。（図１３
（ｃ）参照）

【０１４０】（６）次に、スルーホール３８が形成され
ている部分をえぐりとって袋孔３９とし（図１３（ｃ）
参照）、この袋孔３９にＮｉ−Ａｕからなる金ろうを用
い、７００℃で加熱リフローしてコバール製の外部端子
１３を接続させた（図１３（ｄ）参照）。

【０１４１】（７）温度制御のための熱電対（図示せ
ず）を有底孔３４ａおよび３４ｂに埋め込み、ポリイミ
ド樹脂を充填し、１９０℃で２時間硬化させた。

【０１４２】（９）この後、上記工程を経たセラミック
基板を支持容器に設置するとともに、電源を有する制御
部、記憶部および演算部を備えた温調器（オムロン社製
Ｅ５ＺＥ）を用意し、セラミック基板を構成する抵抗
発熱体の端部に、外部端子１３を介して制御部２３から
の配線を接続するとともに、熱電対１７からの配線を記
憶部２１に接続した。

【０１４３】（実施例３）静電チャックの製造（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、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。（２）次
に、このグリーンシートを８０℃で５時間乾燥した後、
パンチングを行い、静電電極と外部端子とを接続するた
めのスルーホール用貫通孔を設けた。

【０１４４】（３）平均粒子径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、分散剤
０．３重量部を混合して導電性ペースト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
導電性ペーストＢを調製した。

【０１４５】（４）グリーンシートの表面に、導電性ペ
ーストＡを用いて、図６（ｂ）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。静電電極
パターンは、櫛歯電極（６２ｂ、６３ｂ）からなり、６
２ｂ、６３ｂはそれぞれ６２ａ、６３ａと接続する（図
６（ｂ）参照）。さらに、静電電極と外部端子を接続す
るための上記スルーホール用貫通孔に導電性ペーストＢ
を充填した。

【０１４６】（５）上記処理の終わったグリーンシート
に、さらに、タングステンペーストを印刷しないグリー
ンシートを上側（加熱面側）に２枚、下側（底面側）に
４８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。

【０１４７】（６）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３ｍ
ｍの窒化アルミニウム板状体を得た後、これを直径２３
０ｍｍの円板状に切り出した。

【０１４８】（７）上記（５）で得たセラミック基板６
１を、ダイア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によって、表面に熱電
対のための有底孔（直径：１．２ｍｍ、深さ２．０ｍ
ｍ）を設けた。なお、この際、（８）で導体ペーストを
印刷した後、有底孔１４ｂが抵抗発熱体形成領域内に、
有底孔１４ａが抵抗発熱体非形成領域内に、それぞれに
入るように配置した。有底孔１４ｂと抵抗発熱体との距
離は、２ｍｍに設定した。

【０１４９】（８）さらに、セラミック基板６１の底面
に、スクリーン印刷にて導体ペーストを印刷した。印刷
パターンは、図２に示したような同心円状のパターンと
した。また、導体ペーストとしては、プリント配線板の
スルーホール形成に使用されている徳力化学研究所製の
ソルベストＰＳ６０３Ｄを使用した。

【０１５０】この導体ペーストは、銀−鉛ペーストであ
り、銀１００重量部に対して、酸化鉛（５重量％）、酸
化亜鉛（５５重量％）、シリカ（１０重量％）、酸化ホ
ウ素（２５重量％）およびアルミナ（５重量％）からな
る金属酸化物を７．５重量部含むものであった。また、
銀粒子は、平均粒径が４．５μｍで、リン片状のもので
あった。

【０１５１】（９）次に、導体ペーストを印刷した焼結
体を７８０℃で加熱、焼成して、導体ペースト中の銀、
鉛を焼結させるとともに焼結体に焼き付け、抵抗発熱体
６５を形成した。銀−鉛の抵抗発熱体６５は、その端子
部近傍で、厚さが５μｍ、幅が２．４ｍｍ、面積抵抗率
が７．７ｍΩ／□であった。これにより、底面に、抵抗
発熱体６５および内部に厚さ６μｍのチャック正極静電
層６２、チャック負極静電層６３を有する窒化アルミニ
ウム製の板状体６１を得た。

【０１５２】（１０）さらに、底面につくった抵抗発熱
体の端部に、Ｎｉ−Ａｕからなる金ろうを用い、７００
℃で加熱リフローしてコバール製の外部端子６６を接続
させ、その後外部端子に、導電線を有するソケットを取
り付けた。

【０１５３】（１１）次に、温度制御のための複数の熱
電対を有底孔に埋め込み、ポリイミド樹脂を充填し、１
９０℃で２時間硬化させ、静電チャックとした。（１２）この後、上記工程を経た静電チャックを支持容
器に設置するとともに、電源を有する制御部、記憶部お
よび演算部を備えた温調器（オムロン社製Ｅ５ＺＥ）
を用意し、静電チャックを構成する抵抗発熱体の端部
に、外部端子１３を介して制御部２３からの配線を接続
するとともに、熱電対１７からの配線を記憶部２１に接
続した。

【０１５４】（比較例１）セラミックヒータの製造（図
１４参照）抵抗発熱体のパターンを、図１４に示す同心円状のパタ
ーンとし、測温素子を抵抗発熱体非形成領域内にしか設
けなかった以外は、実施例１と同様にしセラミックヒー
タを製造し、上記調温器を接続した。

【０１５５】上記工程を経て得られた実施例１〜４、お
よび、比較例１に係るセラミックヒータに電流を流して
昇温を行い、以下の指標で評価した。その結果を表１に
示す。

【０１５６】評価方法（１）加熱面内温度均一性熱電対による温度測定１７ポイント測温素子つきの測温用シリコンウエハを加
熱面に載置し、シリコンウエハの温度を測定した。温度
分布は、２００℃設定での最高温度と最低温度との温度
差で示す。

【０１５７】（２）過渡時面内温度均一性室温〜１９０℃までの昇温した時の面内温度の分布を測
定した。温度分布は、昇温中における最高温度と最低温
度との温度差の最大値で示す。

【０１５８】

【表１】

【０１５９】表１より明らかなように、実施例に係るセ
ラミックヒータは、いずれも定常時および過渡時の面内
温度分布が小さかった。これは、実施例に係るセラミッ
クヒータが、測温素子を、抵抗発熱体形成領域内と抵抗
発熱体非形成領域内とに、それぞれ少なくとも１個ずつ
設けられているため、セラミック基板表面の正確な温度
把握が可能であり、かつ、セラミック基板表面の温度分
布を正確に反映させた温度制御が可能であるためと考え
られる。

【０１６０】一方、比較例１に係るセラミックヒータ
は、実施例に係るセラミックヒータと比べて、定常時お
よび過渡時の面内温度分布が大きかった。これは、比較
例に係るセラミックヒータにおいては、測温素子が抵抗
発熱体非形成領域内にのみにしか形成されていないた
め、抵抗発熱体形成領域内の温度を把握し、面内温度を
小さく保ちながらの温度上昇ができないためと考えられ
る。

【０１６１】

【発明の効果】以上説明したように第一の本発明のセラ
ミックヒータによれば、測温素子は、抵抗発熱体形成領
域内と抵抗発熱体非形成領域内とに、それぞれ少なくと
も１個ずつ設けられているため、抵抗発熱体形成領域内
と抵抗発熱体非形成領域内とでセラミック基板の温度を
測定することにより、両者の間で、どの程度温度差が発
生しているかを把握することができる。従って、この測
定結果に基づいて両者の温度差がなるべく小さくなるよ
うに抵抗発熱体の発熱量、発熱パターン、発熱時間の長
さ、発熱の間隔等を調整することにより、加熱面の温度
分布を無くすことができ、半導体ウエハ等の被加熱物を
均一な温度で加熱することができる。

【０１６２】また、抵抗発熱体形成領域内では、加熱面
の平均温度と同じか、それより高めの温度Ｔ₁ が測定さ
れ、抵抗発熱体非形成領域内では、抵抗発熱体形成領域
内の温度Ｔ₁ よりも低い温度Ｔ₂ が測定される。従っ
て、それぞれの領域で温度Ｔ₁ 、Ｔ₂ を測定し、実際の
加熱面の温度の測定結果Ｔ₃ と比較し、その違いを把握
することにより、加熱面の温度の把握が容易になり、こ
の結果に基づいて加熱面の温度を制御することにより、
より正確に加熱面の温度を制御することができる。

【０１６３】また、第二の本発明では、第一の本発明の
セラミックヒータに加えて、さらに、制御部と記憶部と
演算部とを備えているので、第一の本発明で得られる効
果に加え、上記測温素子を用いて、抵抗発熱体形成領域
内と抵抗発熱体非形成領域内とでそれぞれ測定した温度
データを上記記憶部に記憶し、上記演算部で両領域内の
温度差がどの程度かを把握するとともに、これらのデー
タと試験等で得られた加熱面の温度データとに基づいて
加熱面の温度を割り出し、加熱面に温度分布が発生せ
ず、かつ、設定温度となるように、最も適切な電力の印
加条件を演算し、この印加条件に基づいて上記制御部で
電力を供給することにより、半導体ウエハ等の被加熱物
を均一かつ正確な温度で、より効率的に加熱することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一の本発明のセラミックヒータにおける抵抗
発熱体のパターンを模式的に示した底面図である。

【図２】図１に示したセラミックヒータの部分拡大断面
図である。

【図３】第一の本発明のセラミックヒータにおける抵抗
発熱体のパターンの他の一例を模式的に示した底面図で
ある。

【図４】図３に示したセラミックヒータの部分拡大断面
図である。

【図５】第二の本発明のセラミックヒータの一例を模式
的に示すブロック図である。

【図６】（ａ）は、第一の本発明のセラミックヒータを
静電チャックに用いた場合のセラミックヒータを模式的
に示す縦断面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示したセラ
ミックヒータのＡ−Ａ線断面図である。

【図７】セラミックヒータに埋設されている静電電極の
他の一例を模式的に示す水平断面図である。

【図８】セラミックヒータに埋設されている静電電極の
他の一例を模式的に示す水平断面図である。

【図９】第一の本発明のセラミックヒータをウエハプロ
ーバ用チャックトップ板として用いた場合を模式的に示
す断面図である。

【図１０】図９に示したウエハプローバ用チャックトッ
プ板の平面図である

【図１１】図９に示したウエハプローバ用チャックトッ
プ板におけるＡ−Ａ線断面図である。

【図１２】（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部である。

【図１３】（ａ）〜（ｄ）は、本発明のセラミックヒー
タの製造方法の他の一例を模式的に示す断面部である。

【図１４】従来のセラミックヒータを模式的に示す底面
図である。

【符号の説明】

１導体層非形成部２チャックトップ導体層３、１１、３１、４１、５１、６１、７１、８１セラ
ミック基板１１ａ加熱面１１ｂ底面４、１２ａ〜ｄ、３２、５２、６５抵抗発熱体５ガード電極６グランド電極７溝８吸引孔９、１３、３３、４３、６６外部端子１０ホットプレートユニット１２、３２、４２、５２抵抗発熱体１４ａ、３４ａ、５４抵抗発熱体領域外有底孔１４ｂ〜ｃ、３４ｂ抵抗発熱体領域内有底孔１５、３５、４５、５５貫通孔１６リフターピン１７、３７、４７測温素子１９シリコンウエハ２０ソケット２１記憶部２２制御部２３演算部１０１、２０１、３０１セラミックヒータ４０１、５０１、６０１静電チャック７０１ウエハプローバ３８、５８スルーホール３９袋孔６２ａ、６２ｂ、７２、８２チャック静電電極層６３ａ、６３ｂ、７３、８３チャック負極静電層６４セラミック誘電体膜９０グリーンシート１２０、４２０金属被覆層２０１ウエハプローバ用チャックトップ板３２０導体ペースト層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3K034 AA02 AA03 AA10 AA21 AA37 BB06 BB14 BC04 BC12 DA03 EA05 JA01 3K058 AA42 AA86 AA87 BA00 CA12 CA23 CA61 CA69 CA92 CB09 CB26 CE02 CE12 CE19 CE31

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セラミック基板の表面または内部に発熱
体が形成されるとともに、前記セラミック基板に測温素
子が設けられてなるセラミックヒータであって、前記測
温素子は、抵抗発熱体形成領域内と抵抗発熱体非形成領
域内とに、それぞれ少なくとも１個ずつ設けられている
ことを特徴とするセラミックヒータ。
【請求項２】セラミック基板と、前記セラミック基板
の表面または内部に形成された抵抗発熱体と、前記セラ
ミック基板の温度を測定する測温素子と、前記発熱体に
電力を供給する制御部と、前記測温素子により測定され
た温度データを記憶する記憶部と、前記温度データから
前記発熱体に必要な電力を演算する演算部とを備えてな
るセラミックヒータであって、前記測温素子は、抵抗発
熱体形成領域内と抵抗発熱体非形成領域内とに、それぞ
れ少なくとも１個ずつ設けられていることを特徴とする
セラミックヒータ。
【請求項３】前記セラミック基板は、窒化物セラミッ
クまたは炭化物セラミックからなる請求項１または２に
記載のセラミックヒータ。