JPH11339939A

JPH11339939A - セラミックヒータ

Info

Publication number: JPH11339939A
Application number: JP15038198A
Authority: JP
Inventors: Hidenori Nakama; 英徳中間
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1998-05-29
Filing date: 1998-05-29
Publication date: 1999-12-10
Anticipated expiration: 2018-05-29
Also published as: JP3631614B2

Abstract

(57)【要約】【課題】筒状支持体６を備えてなるセラミックヒータ１
において、載置面３の温度分布を均一化できるととも
に、２０℃／ｍｉｎ以上の急速昇温が可能なセラミック
ヒータ１を提供する。【解決手段】略同心円状をした発熱パターンＱを有する
抵抗発熱体４を埋設してなるセラミック体２の上面を被
加熱物Ｗの載置面３とし、上記セラミック体２の下面に
セラミックスからな筒状支持体６を接合してなるセラミ
ックヒータ１において、上記発熱パターンＱのうち筒状
支持体６より内側に位置する領域Ｑ１の面積をＳ１、該
領域Ｑ１における抵抗発熱体４ａの抵抗値をＲ１とし、
上記発熱パターンＱのうち筒状支持体６より外側に位置
する領域Ｑ２の面積をＳ２、該領域Ｑ２における抵抗発
熱体４ｂの抵抗値をＲ２とした時、Ｒ１／Ｓ１をＲ２／
Ｓ２に対して３〜６０％の範囲で大きくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、セラミックヒータ
に関し、特に、ＣＶＤ、ＰＶＤ、スパッタリングなどの
成膜装置用として使用さ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。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体装置の製造工程において、
半導体ウエハ（以下、ウエハと称す。）に薄膜を形成す
るＣＶＤ、ＰＶＤ、スパッタリングなどの成膜装置には
ウエハを各種処理温度に加熱するための熱源としてステ
ンレスヒータが使用されていた。

【０００３】しかしながら、成膜装置では、デポジショ
ン用ガスやクリーニング用ガスとして塩素系やフッ素等
の腐食性の強いハロゲン系ガスが使用されるため、これ
らのハロゲン系ガスに曝されるとパーティクルが発生し
たり、熱効率が悪くなるため、成膜する膜質や膜厚みに
悪影響を与えるといった問題点があった。

【０００４】こうした問題点を解決するために、耐食性
に優れた緻密なセラミック体中に抵抗発熱体を埋設して
なるセラミックヒータが提案されている。

【０００５】図５（ａ）（ｂ）にセラミックヒータ１１
の一般的な構造を示すように、１１はセラミックヒータ
で、円盤状をした緻密なセラミック体１２からなり、そ
の内部には例えば図６に示すような渦巻き状をした発熱
パターンＰを有する抵抗発熱体１４が埋設され、該抵抗
発熱体１４はタングステンやモリブデンなどの単一の材
料からなり、同一線幅、同一線厚みに構成されていた。
また、上記セラミック体１２の上面はウエハ等の被加熱
物Ｗを載置しつつ所定の温度に加熱するための載置面１
３とし、上記セラミック体１２の下面中央にはセラミッ
クヒータ１１を反応処理室（不図示）内に設置するため
のセラミックスからなる筒状支持体１６が接合してあ
り、該筒状支持体１６により反応処理室の内外を気密に
シールするとともに、上記筒状支持体１６の内側より前
記抵抗発熱体１４に通電するための給電端子１５を反応
処理室外へ取り出するようになっていた（特公平６−２
８２５８号公報参照）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、成膜工程で
はこれまでウエハに成膜する膜材質としてＷ膜が用いら
れていたが、近年、膜材質の多様化によりＴｉ膜、Ｓｉ
Ｏ₂膜、ＷＳｉｘ膜が使用されるようになり、これに伴
ってこれまで処理温度が４００℃程度であったものが５
００℃〜９００℃の処理温度で成膜することが要求され
ている。また、生産性を高めるためには処理時間、特に
セラミックヒータ１１を所定の処理温度に加熱するまで
の昇温時間を極力短くする必要があり、これまで５〜１
０℃／ｍｉｎの昇温速度であったものを２０℃／ｍｉｎ
以上の急速昇温が要求されていた。ところが、上記セラ
ミックヒータ１１を発熱させると、筒状支持体１６を介
して反応処理室へ熱が逃げる熱引けが起こるため、筒状
支持体１６が位置するセラミックヒータ１１の中央にお
ける熱容量が周縁より小さくなり、載置面１３の均熱性
が阻害されるといった課題があった。その為、成膜毎に
膜質や膜厚みが異なり、一定品質の薄膜を安定して成膜
することができなかった。

【０００７】しかも、この熱引けが大きくなるとセラミ
ックヒータ１１に大きな熱応力が発生し、セラミックヒ
ータ１１にクラックが発生して割れてしまうといった問
題点もあった。特に、この問題点はセラミックヒータ１
１の大型化、昇温速度の向上によりますます顕著な問題
となっていた。

【０００８】

【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、略同心円状又は略渦巻き状をした発熱パター
ンを有する抵抗発熱体を埋設してなるセラミック体の上
面を被加熱物の載置面とし、上記セラミック体の下面に
セラミックスからな筒状支持体を接合してなるセラミッ
クヒータにおいて、上記発熱パターンのうち筒状支持体
より内側に位置する領域の面積をＳ１、該筒状支持体よ
り内側に位置する領域における抵抗発熱体の抵抗値をＲ
１とし、上記発熱パターンのうち筒状支持体より外側に
位置する領域の面積をＳ２、該筒状支持体より外側に位
置する領域における抵抗発熱体の抵抗値をＲ２とした
時、Ｒ１／Ｓ１をＲ２／Ｓ２に対して３〜６０％の範囲
で大きくしたことを特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明によれば、筒状支持体より内側に位置す
る領域における抵抗発熱体の単位面積当たりの抵抗値
（Ｒ１／Ｓ１）を、筒状支持体より外側に位置する領域
における抵抗発熱体の単位面積当たりの抵抗値（Ｒ２／
Ｓ２）より大きくしてあることから、筒状支持体を介し
て熱引きされる温度を補い載置面の温度分布を均一化す
ることができる。また、その抵抗値（Ｒ１／Ｓ１）は抵
抗値（Ｒ２／Ｓ２）に対して３〜６０％としてあること
から、２０℃／ｍｉｎ以上の速度で急速に昇温しても割
れないセラミックヒータを実現することができる。

【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。

【００１１】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線断面図であり、
抵抗発熱体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の上面を被加熱物Ｗの載
置面３としてある。また、上記セラミック体２の下面中
央にはセラミックヒータ１を反応処理室（不図示）内に
設置するためのセラミックスからなる筒状支持体６を接
合してあり、該筒状支持体６によって反応処理室の内外
を気密にシールするとともに、上記筒状支持体６の内側
より前記抵抗発熱体４へ通電するための給電端子５を反
応処理室外へ取り出するようになっている。

【００１２】また、上記セラミック体２中に埋設する抵
抗発熱体４の発熱パターンは、例えば、図２に示すよう
な略同心円状としてあり、上記発熱パターンＱが占める
面積をＳとした時、面積Ｓは載置面３全体の８０％以上
となるようにしてある。なお、発熱パターンＱのパター
ン形状としては図２に示したものだけに限定されるもの
ではなく、図６に示す渦巻き状をしたものなど載置面３
を均一に加熱できるパーン形状であれば良い。

【００１３】そして、本発明は、上記発熱パターンＱの
うち筒状支持体６の最外周より内側に位置する領域Ｑ１
の面積をＳ１、上記筒状支持体６の最外周より内側に位
置する領域Ｑ１における抵抗発熱体４ａの抵抗値をＲ１
とするとともに、上記発熱パターンＱのうち筒状支持体
６の最外周より外側に位置する領域Ｑ２の面積をＳ２、
上記筒状支持体６の最外周より外側に位置する領域Ｑ２
における抵抗発熱体４ｂの抵抗値をＲ２とした時、上記
筒状支持体６の内側に位置する領域Ｑ１における抵抗発
熱体４ａの単位面積当たりの抵抗値（Ｒ１／Ｓ１）を、
上記筒状支持体６の外側に位置する領域Ｑ２における抵
抗発熱体４ｂの単位面積当たりの抵抗値（Ｒ２／Ｓ２）
より大きくしたことを特徴とする。

【００１４】即ち、上記セラミックヒータ１を発熱させ
ると、筒状支持体６を介して反応処理室側へ熱が奪われ
て熱引けが発生し、載置面３の均熱化が阻害されるとと
もに、特に昇温時において、筒状支持体６が接合されて
いるセラミックヒータ１の中央と、筒状支持体６が接合
されていないセラミックヒータ１の周縁との境界に大き
な熱応力が発生し、セラミックヒータ１が割れてしまう
といった恐れがあるが、本発明では、発熱パターンＱの
筒状支持体６より内側に位置する領域Ｑ１における抵抗
発熱体４ａの単位面積当たりの抵抗値（Ｒ１／Ｓ１）
を、筒状支持体６より外側に位置する領域Ｑ２における
抵抗発熱体４ｂの単位面積当たりの抵抗値（Ｒ２／Ｓ
２）より大きくし、筒状支持体６が接合されているセラ
ミックヒータ１の中央の発熱量を周縁より大きくしてあ
ることから、熱引けに伴う温度損失を補い、載置面６の
温度分布を均一化することができるとともに、昇温時に
おいてセラミックヒータ１の中央の発熱量を周縁より大
きくできるため、セラミックヒータ１に発生する熱応力
を緩和し、急速昇温によるセラミックヒータ１の破損を
防ぐことができる。

【００１５】ただし、上記抵抗値（Ｒ１／Ｓ１）は抵抗
値（Ｒ２／Ｓ２）に対して３〜６０％の範囲で大きくす
ることが重要であり、好ましくは５〜２０％の範囲で大
きくすることが良い。

【００１６】これは抵抗値（Ｒ１／Ｓ１）が抵抗値（Ｒ
２／Ｓ２）に対して３％未満であると、筒状支持体６か
らの熱引けに伴う温度損失を補えず、載置面３の中央に
おける温度が周縁より低くなり、均一な温度分布を得る
ことができなくなるとともに、昇温時にセラミックヒー
タ１に大きな熱応力が発生し、割れてしまう恐れがある
からであり、逆に、抵抗値（Ｒ１／Ｓ１）が抵抗値（Ｒ
２／Ｓ２）に対して６０％より大きくなると、筒状支持
体６からの温度損失より抵抗発熱体４ａによる発熱量が
大きくなり過ぎるために、載置面３の中央における温度
が周縁より高くなり、均一な温度分布を得ることができ
なくなるとともに、昇温時に発生する熱応力が非常に大
きくなりセラミックヒータ１が割れてしまうからであ
る。

【００１７】なお、筒状支持体６が接合されたセラミッ
クヒータ１から抵抗値（Ｒ１／Ｓ１）と抵抗値（Ｒ２／
Ｓ２）を求める方法としては、例えば、図２に示す発熱
パターンＱを有するセラミックヒータ１の場合、まず、
筒状支持体６を切除し、Ｘ線を当ててセラミック体２中
に埋設されている発熱パターンＱの形状を解析し、筒状
支持体６より内側に位置する領域Ｑ１の面積をＳ１、上
記筒状支持体６外側に位置する領域Ｑ２の面積をＳ２と
して算出する。

【００１８】一方、筒状支持体６より内側に位置する領
域Ｑ１における抵抗発熱体４ａの抵抗値Ｒ１と筒状支持
体６より外側に位置する領域Ｑ２における抵抗発熱体４
ｂの抵抗値Ｒ２は、セラミック体２を筒状支持体６の最
外周が位置していた部分で円板状のセラミック体とリン
グ状のセラミック体に２分割し、円板状のセラミック体
に埋設されている抵抗値をＲ１、リング状のセラミック
体に埋設されている抵抗値をＲ２としてそれぞれ測定
し、これらの値から抵抗値（Ｒ１／Ｓ１）と抵抗値（Ｒ
２／Ｓ２）を算出すれば良い。

【００１９】ところで、抵抗発熱体４ａ，４ｂの単位面
積当たりの抵抗値（Ｒ１／Ｓ１），（Ｒ２／Ｓ２）を変
化させるには以下の方法がある。

【００２０】〔抵抗発熱体４をスクリーン印刷にて形成
する場合〕抵抗発熱体４ａ，４ｂの厚みを一定とし、抵抗発熱
体４ａと抵抗発熱体４ｂの線幅を異ならせる方法。即
ち、抵抗発熱体４ａの線幅を抵抗発熱体４ｂの線幅より
細くする。

【００２１】抵抗発熱体４ａ，４ｂの線幅を一定と
し、抵抗発熱体４ａと抵抗発熱体４ｂの厚みを異ならせ
る方法。即ち、スクリーン印刷にて抵抗発熱体４と抵抗
発熱体４ｂを印刷したあと、抵抗発熱体４ｂに相当する
部分に再度スクリーン印刷にて抵抗発熱体を重ねる。

【００２２】抵抗発熱体４ａ，４ｂの厚み、線幅と
も一定とし、抵抗発熱体４ａと抵抗発熱体４ｂの組成を
異ならせる方法。例えば、抵抗発熱体を主にタングステ
ンよって形成する場合、抵抗発熱体４ｂに含有させる炭
化タングステンの添加量を抵抗発熱体４ａに含有させる
炭化タングステンの添加量より多くすることにより、抵
抗発熱体４ａの単位面積当たりの抵抗値（Ｒ１／Ｓ１）
を抵抗発熱体４ｂの単位面積当たりの抵抗値（Ｒ２／Ｓ
２）より大きくできる。

【００２３】〔抵抗発熱体４に線材を用いる場合〕抵抗発熱体４ａ，４ｂの線径を一定とし、抵抗発熱
体４ａと抵抗発熱体４ｂの巻き数を変更する方法。即
ち、抵抗発熱体４ａの巻き数を抵抗発熱体４ｂより多く
する。

【００２４】また、上記方法による抵抗発熱体４を埋設
するセラミックヒータ１の製造方法としては次の２つの
方法がある。

【００２５】まず、第一の方法は、高融点金属や導電性
セラミックスを含む導体インクを作製し、これをセラミ
ック体２を構成するセラミックグリーンシート上に例え
ば図２に示す発熱パターンＱを〜の方法を用いてス
クリーン印刷したあと、上記発熱パターンＱを覆うよう
に上記セラミックグリーンシート上に他のセラミックグ
リーンシートを積み重ねてグリーンシート積層体を製作
する。そして、このグリーンシート積層体に切削加工を
施して所定形状に形成したものを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、
抵抗発熱体４を埋設してなるセラミック体２を形成す
る。

【００２６】第二の方法は、抵抗発熱体４として高融点
金属からなる線材を用い、該線材をの方法にて螺旋状
に巻線したものを例えば図２に示す発熱パターンＱに配
置してセラミック原料中に埋置し、ホットプレス法にて
焼結一体化したあと、研削加工を施して所定形状に形成
することにより、抵抗発熱体４を埋設してなるセラミッ
ク体２を形成する。

【００２７】これらの方法により得られたセラミック体
２は、一方の主面に研磨加工を施して載置面３を形成す
るとともに、他方の主面に抵抗発熱体４に連通する凹部
を穿設し、該凹部に給電端子５をロウ付け等の方法にて
接合することによりセラミックヒータ１を形成する。

【００２８】一方、筒状支持体６は、セラミック原料を
射出成形法、押し出し成形法、静水圧プレス成形法など
通常のセラミック成形法にて所定の筒状に形成したあ
と、上記セラミック原料を焼結させることができる温度
にて焼成して形成する。

【００２９】そして、上記セラミック体２の給電端子５
を内包するように上記セラミック体２の下面中央に筒状
支持体６をガラス接合や拡散接合にて接合するか、ある
いは上記セラミック体２と筒状支持体６とが同種のセラ
ミックスからなる場合、上記セラミック原料の泥漿をセ
ラミック体２と筒状支持体６の接合面間に介在させ、焼
結一体化することによりセラミックヒータ１を得ること
ができる。

【００３０】ただし、上記発熱パターンＱにおいて、筒
状支持体６より内側に位置する領域Ｑ１における抵抗発
熱体４ａの単位面積当たりの抵抗値（Ｒ１／Ｓ１）と筒
状支持体６より外側に位置する領域Ｑ２における抵抗発
熱体４ｂの単位面積当たりの抵抗値（Ｒ２／Ｓ２）を前
記範囲で設定したとしてもセラミック体２の熱伝導率が
４０Ｗ／ｍｋ未満であると、抵抗発熱体４の発熱を効率
良くセラミック体２全体に伝えることができないため
に、セラミック材料による均熱化作用が無くなり、特に
大型のセラミックヒータ１では載置面３の均熱化が達成
できない。しかも、セラミック体２の厚みが厚くなる
と、セラミック体２の厚み方向に温度分布が生じ、熱応
力が発生して抵抗発熱体４を埋設した界面からクラック
が発生することもある。

【００３１】しかも、成膜装置ではデポジション用ガス
やクリーニング用ガスとして塩素系やフッ素等の腐食性
の強いハロゲン系ガスが使用されているため、これらの
ハロゲン系ガスに対して耐食性の高いことが必要とな
る。

【００３２】その為、セラミック体２を構成するセラミ
ックスとしては熱伝導率が４０Ｗ／ｍｋ以上でかつハロ
ゲン系ガスに対する優れた耐食性を有するセラミックス
により形成することが重要であり、可能な限り熱伝導率
の高いものが望ましい。

【００３３】具体的には、アルミナ、窒化アルミニウ
ム、窒化硼素を主成分とするセラミックスを用いること
ができ、これらの中でも窒化アルミニウムを主成分とす
るセラミックスが好ましい。

【００３４】また、上記セラミック体２に接合する筒状
支持体６の熱伝達率は、セラミック体２の熱伝達率と同
等あるいはそれ以上とすることが望ましい。これは、筒
状支持体６の熱伝達率がセラミック体２よりも極端に低
いと、セラミックヒータ１を発熱させたときの熱伝搬が
非常に少なく、セラミック体２と筒状支持体６との接合
界面に熱応力が集中して筒状支持体６が接合界面より剥
離してしまうからである。なお、筒状支持体６を構成す
るセラミックスとしては、セラミック体２と同様のアル
ミナ、窒化アルミニウム、窒化硼素を主成分とするセラ
ミックスを用いることができ、特に、接合強度を高める
観点からセラミック体２と同種のセラミックス、さらに
はセラミック体２と同一のセラミックスにより形成する
ことが良い。なお、同種のセラミックスとは、主成分が
同じであることを言い、同一のセラミックスとは主成分
は勿論のこと組成や特性が同じセラミックスのことを言
う。

【００３５】さらに、上記セラミック体２中に埋設する
抵抗発熱体４としては、タングステン、モリブデン、白
金、レニ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、セラミック体２を構成するセラミッ
クスとの熱膨張差が近似したものを適宜選択して用いれ
ば良い。

【００３６】かくして、本発明のセラミックヒータ１を
用いれば、処理温度での温度バラツキが１０％以内とな
るような均一な温度分布を得ることができるとともに、
従来では成し得なかった２０℃／ｍｉｎ以上の急速な昇
温においても割れることがない。

【００３７】（実施例）純度９９．９％のＡｌＮ粉末に
対してバインダー、溶剤、可塑剤等を加え、回転ミルに
て２４時間程度混合することにより泥漿を製作したあ
と、ドクターブレード法にてＡｌＮのグリーンシートを
複数枚形成する。

【００３８】一方、抵抗発熱体４として、タングステン
粉末に溶剤、可塑剤、分散材等を加えて回転ミルにて混
合粉砕したあと、バインダーを加えてさらに混合し、真
空脱脂することにより導体インクを製作する。

【００３９】そして、前記ＡｌＮのグリーンシートを数
枚積み重ねた上に、上記導体インクをスクリーン印刷に
て図２に示すような略同心円状をなし、抵抗発熱体４の
厚みはほぼ一定とした状態で中央に位置する抵抗発熱体
４ａの線幅を周縁に位置する抵抗発熱体４ｂの線幅より
狭くした発熱パターンＱを敷設し、該発熱パターンＱを
覆うように残りのＡｌＮのグリーンシートを積み重ね、
熱圧着によりグリーンシート積層体を形成した。そし
て、このグリーンシート積層体に切削加工を施して円盤
状に形成したあと、数百℃の窒素雰囲気にて脱脂し、次
いで窒素雰囲気中にて２０００〜２０１０℃の温度にて
焼成することにより、外径が約３００ｍｍ、厚みが約１
５ｍｍの円盤状をした窒化アルミニウム製のセラミック
体２を製作した。なお、上記セラミック体２を構成する
窒化アルミニウムの組成について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％の高
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。

【００４０】また、セラミック体２中に埋設する発熱パ
ターンＱのうち、後述にて接合する筒状支持体６より内
側に位置する領域Ｑ１における抵抗発熱体４ａの単位面
積当たりの抵抗値（Ｒ１／Ｓ１）と、上記筒状支持体６
より外側に位置する領域Ｑ２における抵抗発熱体４ｂの
単位面積当たりの抵抗値（Ｒ２／Ｓ２）をそれぞれ測定
したところ、０．４８Ω／ｃｍ²と０．３６Ω／ｃｍ²
であり、抵抗値（Ｒ１／Ｓ１）が抵抗値（Ｒ２／Ｓ２）
に対して３３％高かった。

【００４１】次に、得られたセラミック体２の一方の主
面を中心線平均粗さ（Ｒａ）で０．１μｍに研磨して載
置面３を形成するとするとともに、上記セラミック体２
の他方の主面に抵抗発熱体４に連通する２つの凹部を穿
設したあと、該凹部にＦｅ−Ｃｏ−Ｎｉ合金からなる給
電端子５を銀銅ロウにてロウ付け固定してセラミックヒ
ータ１を得た。

【００４２】そして、このセラミックヒータ１の下面
に、外径７０ｍｍ、厚み１０ｍｍの円筒状をした上記セ
ラミック体２と同一の窒化アルミニウムセラミックスか
らなる筒状支持体６を拡散接合した。

【００４３】そこで、このセラミックヒータ１に１７０
Ｖの直流電圧を印加して載置面３を設定温度で７００℃
に発熱させ、載置面３の温度を放射温度計（商品名：サ
ーモビュアー）にて測定したところ、図３に示すよう
に、載置面３の平均温度が６９４℃、最も低いところで
も設定温度に対して１５℃以内とすることができ、設定
温度７００℃に対して２％以内の温度バラツキに抑える
ことができ、優れた均熱性が得られた。

【００４４】一方、比較のために、発熱パターンの形状
は図２と同一で、抵抗調整していない抵抗発熱体１４を
セラミック体１２中に埋設する以外は実施例と同様の方
法にて製作したセラミックヒータ１１を試作し、１７０
Ｖの直流電圧を印加して載置面１３を発熱させたとこ
ろ、図４に示すように、載置面１３の平均温度が６５４
℃、最も低いところでは設定温度に対して１１４℃も低
くなっており、設定温度７００℃に対して１６．２％と
温度分布が大きくばらついていた。

【００４５】（実験例１）そこで、実施例におけるセラ
ミックヒータ１において、筒状支持体６より内側に位置
する領域Ｑ１における抵抗発熱体４ａの単位面積当たり
の抵抗値（Ｒ１／Ｓ１）と筒状支持体６より外側に位置
する領域Ｑ２における抵抗発熱体４ｂの単位面積当たり
の抵抗値（Ｒ２／Ｓ２）を異ならせた時の載置面３にお
ける温度分布を確認する実験を行った。

【００４６】それぞれの結果は表１に示す通りである。

【００４７】この結果、抵抗値（Ｒ１／Ｓ１）を抵抗値
（Ｒ２／Ｓ２）に対して３％以上、６０％以下とするこ
とにより、載置面３の温度バラツキを１０％以内に抑え
られることが判る。特に、抵抗値（Ｒ１／Ｓ１）を抵抗
値（Ｒ２／Ｓ２）に対して５％以上、５０％以下とすれ
ば、載置面３の温度バラツキを５％以内に抑えることが
でき、優れた均熱性が得られた。

【００４８】

【表１】

【００４９】（実験例２）次に、実験例１で用いたセラ
ミックヒータ１の昇温速度を異ならせた時のセラミック
ヒータ１の耐久性について調べる実験を行った。

【００５０】それぞれの結果は表２に示す通りである。

【００５１】この結果、抵抗値（Ｒ１／Ｓ１）を抵抗値
（Ｒ２／Ｓ２）に対して３％以上、６０％以下とするこ
とにより、２０℃／ｍｉｎの昇温速度としてもセラミッ
クヒータ１に割れを生じることがなく、特に抵抗値（Ｒ
１／Ｓ１）を抵抗値（Ｒ２／Ｓ２）に対して５％以上、
２０％以下とすることにより、５０℃／ｍｉｎの昇温速
度においてもセラミックヒータ１に割れを生じることが
なく優れていた。

【００５２】

【表２】

【００５３】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、略同心
円状又は略渦巻き状をした発熱パターンを有する抵抗発
熱体を埋設してなるセラミック体の上面を被加熱物の載
置面とし、上記セラミック体の下面にセラミックスから
な筒状支持体を接合してなるセラミックヒータにおい
て、上記発熱パターンのうち筒状支持体より内側に位置
する領域の面積をＳ１、該筒状支持体より内側に位置す
る領域における抵抗発熱体の抵抗値をＲ１とし、上記発
熱パターンのうち筒状支持体より外側に位置する領域の
面積をＳ２、該筒状支持体より外側に位置する領域にお
ける抵抗発熱体の抵抗値をＲ２とした時、Ｒ１／Ｓ１を
Ｒ２／Ｓ２に対して３〜６０％の範囲で大きくしたこと
から、筒状支持体を介して熱引きされる温度を補い載置
面の温度分布を均一化することができるとともに、２０
℃／ｍｉｎ以上の速度で急速に昇温しても割れない信頼
性の高いセラミックヒータを提供することができる。

【００５４】しかも、セラミックヒータを構成するセラ
ミック体や筒状支持体はハロゲン系ガスやプラズマに対
して優れた耐食性、耐プラズマ性を有するセラミックス
からなるため、成膜装置やエッチング装置に用いたとし
ても長期使用が可能であるとともに、腐食や摩耗に伴う
塵の発生が少ないことから、例えば半導体製造装置用と
して用いたとしても半導体ウエハに悪影響を与えること
がない。

【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示す一部
を破断した斜視図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線断面図で
ある。

【図２】図１のセラミックヒータに埋設してなる発熱パ
ターンを示す図である。

【図３】本発明のセラミックヒータの載置面における温
度分布を示す図である。

【図４】従来のセラミックヒータの載置面における温度
分布を示す図である。

【図５】（ａ）は従来のセラミックヒータを示す一部を
破断した斜視図、（ｂ）は（ａ）のＹ−Ｙ線断面図であ
る。

【図６】図５のセラミックヒータに埋設してなる発熱パ
ターンを示す図である。

【符号の説明】

１，１１・・・セラミックヒータ２，１２・・・セラミック体３，１３・・・載置面４（4a,4b)，１４・・・抵抗発熱体５，１５・・・給電端子６，１６・・・筒状支持体Ｑ，Ｐ・・・発熱パターンＱ１・・・筒状支持体より内側に位置する
領域Ｑ２・・・筒状支持体より外側に位置する
領域Ｓ・・・発熱パターンの全面積Ｓ１・・・筒状支持体より内側に位置する
領域の面積Ｓ２・・・筒状支持体より外側に位置する
領域の面積Ｒ１・・・領域Ｓ１における抵抗発熱体の
抵抗値Ｒ２・・・領域Ｓ２における抵抗発熱体の
抵抗値Ｗ・・・被加熱物

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】略同心円状又は略渦巻き状をした発熱パタ
ーンを有する抵抗発熱体を埋設してなるセラミック体の
上面を被加熱物の載置面とし、上記セラミック体の下面
にセラミックスからなる筒状支持体を接合してなるセラ
ミックヒータにおいて、上記発熱パターンのうち筒状支
持体より内側に位置する領域の面積をＳ１、該筒状支持
体より内側に位置する領域における抵抗発熱体の抵抗値
をＲ１とし、上記発熱パターンのうち筒状支持体より外
側に位置する領域の面積をＳ２、該筒状支持体より外側
に位置する領域における抵抗発熱体の抵抗値をＲ２とし
た時、Ｒ１／Ｓ１をＲ２／Ｓ２に対して３〜６０％の範
囲で大きくしたことを特徴とするセラミックヒータ。