特許 7025278 セラミックスヒータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-02-15

(45)【発行日】2022-02-24

(54)【発明の名称】セラミックスヒータ

(51)【国際特許分類】

   H05B 3/10 20060101AFI20220216BHJP

   H05B 3/74 20060101ALI20220216BHJP

   H05B 3/18 20060101ALI20220216BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALI20220216BHJP

   H01L 21/205 20060101ALI20220216BHJP

   H05B 3/20 20060101ALI20220216BHJP

【ＦＩ】

H05B3/10 A

H05B3/74

H05B3/18

H01L21/302 101G

H01L21/205

H05B3/20 356

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2018087990

(22)【出願日】2018-05-01

(65)【公開番号】P2019194939

(43)【公開日】2019-11-07

【審査請求日】2021-02-10

(73)【特許権者】

【識別番号】000004547

【氏名又は名称】日本特殊陶業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000800

【氏名又は名称】特許業務法人創成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】梅木 俊哉

【審査官】根本 徳子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１８８２６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－００５９９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０７６５８０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｂ ３／１０

Ｈ０５Ｂ ３／７４

Ｈ０５Ｂ ３／１８

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５

Ｈ０１Ｌ ２１／２０５

Ｈ０５Ｂ ３／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

セラミックスからなり、上面及び下面を有する円板状のセラミックス基材と、
前記セラミックス基材に埋設されている静電吸着用電極又は高周波発生用電極としての平面状の電極と、
前記電極よりも前記下面側において前記セラミックス基材に埋設されている第１発熱抵抗体と、
前記第１発熱抵抗体よりも前記下面側において前記セラミックス基材に埋設されている第２発熱抵抗体とを備えたセラミックスヒータであって、
上面視において、前記第１発熱抵抗体は、前記電極の最外周の輪郭線により画定される仮想円の内側領域に設けられた平面状の第１抵抗部と、前記内側領域内であって、前記第１抵抗部よりも前記セラミックス基材の径方向の外側に設けられ前記セラミックス基材の円周方向に沿って延在する線状又は帯状の第２抵抗部と、前記第１抵抗部及び前記第２抵抗部を接続する接続部とを有し、
上面視において、前記第２発熱抵抗体は、前記第２抵抗部の最内周の輪郭線により画定される仮想円よりも内側に配置されることを特徴とするセラミックスヒータ。

【請求項2】

前記第１抵抗部は、上面視において、前記セラミック基材と同心の円の外周に沿った輪郭線を有する複数の部分を含み、
前記第１抵抗部の複数の部分が、前記第２抵抗部及び前記接続部を介して電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のセラミックスヒータ。

【請求項3】

前記第１抵抗部は、上面視において、前記第１抵抗部の最外周の輪郭線によって画定される仮想円の面積を１００％としたときに、前記第１抵抗部の合計面積が５０％以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載のセラミックスヒータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体ウエハなどの被加熱物を加熱するセラミックスヒータに関する。

【背景技術】

【0002】

成膜又はエッチング等の処理の対象となる半導体ウエハなどの被加熱物が載置されるセラミックス基材が複数のゾーンに区分され、当該複数のゾーンのそれぞれに別個の発熱抵抗体が埋設され、それぞれの発熱抵抗体に流す電流を独立して制御するマルチゾーンヒータが提案されている。

【0003】

従来、発熱抵抗体は、給電端子と接続された第１抵抗要素と、第１抵抗要素と接続され、第１抵抗要素を重畳的に囲む相互に離間している１又は複数の環状区域のそれぞれに配置されている第２抵抗要素と、隣り合う環状区域に配置されている第２抵抗要素同士を接続する第３抵抗要素とにより構成されている。

【0004】

例えば、特許文献１には、３つに区分されたゾーンの発熱を独立して制御するために、上下３層に発熱回路（発熱抵抗体）が埋設された加熱ヒータが記載されている。この加熱ヒータにおいては、各層の発熱回路が上述したように配置されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１７－１７４７１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上記従来のセラミックスヒータにおいては、発熱抵抗体における第１抵抗要素の電気抵抗により、この部分に局所的な発熱が生じる。そのため、この部分と重なって配置された発熱抵抗体による発熱を制御したとしても、セラミックス基材を均熱化することは困難であった。

【0007】

そこで、第１抵抗要素による局所的な発熱を抑制するために、第１抵抗要素が占める面積を大きくすることにより、第１抵抗要素による発熱の抑制及び均一化を図ることが想定され得る。

【0008】

しかしながら、このような構成にした場合、静電吸着用電極又は高周波発生用電極を上側の発熱抵抗体より上側に埋設した吸着機能付きのセラミックスヒータにおいて、上側の発熱抵抗体が所望の電気抵抗値を有さず、被加熱物を所望の態様で加熱できないという課題があった。

【0009】

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、被加熱物を所望の態様で加熱することが可能なセラミックスヒータを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明は、セラミックスからなり、上面及び下面を有する円板状のセラミックス基材と、前記セラミックス基材に埋設されている静電吸着用電極又は高周波発生用電極としての平面状の電極と、前記電極よりも前記下面側において前記セラミックス基材に埋設されている第１発熱抵抗体と、前記第１発熱抵抗体よりも前記下面側において前記セラミックス基材に埋設されている第２発熱抵抗体とを備えたセラミックスヒータであって、上面視において、前記第１発熱抵抗体は、前記電極の最外周の輪郭線により画定される仮想円の内側領域に設けられた平面状の第１抵抗部と、前記内側領域内であって、前記第１抵抗部よりも前記セラミックス基材の径方向の外側に設けられ前記セラミックス基材の円周方向に沿って延在する線状又は帯状の第２抵抗部と、前記第１抵抗部及び前記第２抵抗部を接続する接続部とを有し、上面視において、前記第２発熱抵抗体は、前記第２抵抗部の最内周の輪郭線により画定される仮想円よりも内側に配置されることを特徴とするセラミックスヒータ。

【0011】

本発明によれば、第１抵抗部が平面状に配置されているため、第１抵抗部が帯状又は線状に配置されている従来のセラミックスヒータと比較して、第１抵抗部の存在する領域の面積が大きい。これにより、第１抵抗部の抵抗値を小さくして、この部分での発熱が抑制されることにより、セラミックス基材の均熱化を図ることが可能となる。

【0012】

ところで、電極又は発熱抵抗体を埋設したセラッミクス粉末を焼成してセラッミクス基材を製作するが、この焼成時にセラミックス粉末に含まれるカーボン成分が電極や発熱抵抗体と反応することにより、焼成後の発熱抵抗体が所望の抵抗値を有するようになる。

【0013】

第２発熱抵抗体が平面状の電極と平面状の第１抵抗部とに上下を挟まれているセラミックスヒータにおいては、前記第２発熱抵抗体の上下周辺領域のカーボン成分の多くが第１抵抗部及び平面状の電極と反応して消費されるために、第２発熱抵抗体と反応するカーボン成分が少なくなるので、第２発熱抵抗体が所望の抵抗値を有さない。

【0014】

一方、本発明においては、第２発熱抵抗体の下方には平面状の電極も平面状の発熱抵抗体も存在しないので、これらによってカーボン成分が消費されることがなく、カーボン成分と十分に反応して第２発熱抵抗体が所望の抵抗値を有するようになる。

【0015】

本発明において、例えば、前記第１抵抗部は、上面視において、前記セラミック基材と同心の円の外周に沿った輪郭線を有する複数の部分を含み、前記第１抵抗部の複数の部分が、前記第２抵抗部及び前記接続部を介して互いに電気的に接続されている。

【0016】

また、本発明において、例えば、前記第１抵抗部は、上面視において、前記第１抵抗部の最外周の輪郭線によって画定される仮想円の面積を１００％としたときに、前記第１抵抗部の合計面積が５０％以上である。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の実施形態に係るセラミックスヒータの模式断面図。

【図2】電極が高周波発生用電極である場合における図１のII－II模式断面図

【図3】電極が静電吸着用電極である場合における図１のII－II模式断面図。

【図4】図１のIＶ－IＶ模式断面図。

【図5】図１のIＶ－IＶ模式断面図の変形例。

【図6】図１のIＶ－IＶ模式断面図の別の変形例。

【図7】図１のIＶ－IＶ模式断面図のさらに別の変形例。

【図8】図１のIＶ－IＶ模式断面図のさらに別の変形例。

【図9】図１のIＸ－IＸ模式断面図。

【発明を実施するための形態】

【0018】

まず、本発明の実施形態に係るセラミックスヒータ１００について図面を参照して説明する。

【0019】

セラミックスヒータ１００は、図示しないウエハ（基板）などの被加熱物を吸着保持するためのセラミックスからなるセラミックス基材１０と、相互に短絡しないようにセラミックス基材１０に埋設されている平面状の電極２０、上側発熱抵抗体３０及び下側発熱抵抗体４０と、セラミックス基材１０の下面の中心部に接続された中空のシャフト５０とを備えている。なお、上側発熱抵抗体３０は本発明の第１発熱抵抗体に相当し、下側発熱抵抗体４０は本発明の第２発熱抵抗体に相当する。

【0020】

セラミックス基材１０は、上面（表面）１０ａ及び下面（裏面）１０ｂを有する円板状体である。セラミックス基材１０の上面１０ａに被加熱物が載置される。

【0021】

セラミックス基材１０は、例えば、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ケイ素等からなるセラミックス焼結体からなる。セラミックス基材１０は、上記の材料を所定形状の型に入れて成形し、緻密化させるため、例えばホットプレス焼成等によって円板状に作製すればよい。

【0022】

なお、セラミックス基材１０の原料であるセラミックス粉末に焼結助剤などの添加剤が添加される。例えば、原料が窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粉末である場合、特に、酸化イットリウム（Ｙ_２Ｏ_３）を添加剤として添加することにより、セラミックス基材１０の熱伝導性が向上するので好ましい。原料となるセラミックス粉末の造粒時には有機溶媒に起因するカーボン成分がわずかに残留する。このカーボン成分は焼成後においても残留する。また、原料であるセラミックス粉末に有機バインダを添加してセラミックス基材１０となる成形体を製作すると、成形体の脱脂後やその後の焼成時においても有機バインダに起因するカーボン成分が残留する。

【0023】

シャフト５０は、大略円筒形状であり、セラミックス基材１０の下面１０ｂとの接合部分の外径が他の円筒部５１より拡径した拡径部５２を有し、拡径部５２の上面がセラミックス基材１０との接合面となっている。

【0024】

シャフト５０の材質は、セラミックス基材１０の材質と同等でよいが、断熱性を高めるために、セラミックス基材１０の素材より熱伝導率の低い素材から形成されていてもよい。

【0025】

セラミックス基材１０の下面１０ｂとシャフト５０の上端面とが、拡散接合又はセラミックス若しくはガラス等の接合材を用いた固相接合によって接合されている。なお、セラミックス基材１０とシャフト５０とは、ねじ止めやろう付けなどによって接続されてもよい。

【0026】

さらに、セラミックスヒータ１００は、平面状の電極２０に対して電力を供給するための一対の電極用端子６１と、上側発熱抵抗体３０に対して電力を供給するための一対の上側用端子６２と、下側発熱抵抗体４０に対して電力を供給するための一対の下側用端子６３とをも備えている。

【0027】

端子６１～６３には、それぞれセラミックス基材１０に埋設されている図示しない電流供給部材に接続されている。そして、シャフト５０の中空部を通って配線されている図示しない給電線が接続され。この給電線は図示しない電源に接続されている。

【0028】

端子６１～６３と電流供給部材とはろう付け又は溶接されている。端子６１～６３は、箔、板、塊状のニッケル（Ｎｉ）、コバール（登録商標）（Ｆｅ－Ｎｉ－Ｃｏ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、又はモリブデン（Ｍｏ）及びタングステン（Ｗ）を主成分とする耐熱合金などの耐熱金属から構成される。電流供給部材はモリブデン（Ｍｏ）又はタングステン（Ｗ）などからなる。

【0029】

電極２０は、被加熱物をジョンセン－ラーベック力又はクーロン力により上面１０ａに引き付けるための静電吸着用電極、又はセラミックス基材１０の上方にプラズマを発生させるための高周波発生用電極（ＲＦ電極）のうち少なくとも一方であってもよい。電極２０は、本実施形態では、モリブデン（Ｍｏ）又はタングステン（Ｗ）等の耐熱金属などの箔又はメッシュからなり、平面状の形態をしている。

【0030】

上側発熱抵抗体３０は、電極２０よりも下面１０ｂ側においてセラミックス基材１０に埋設されており、下側発熱抵抗体４０は、上側発熱抵抗体３０よりも下面１０ｂ側においてセラミックス基材１０に埋設されている。

【0031】

発熱抵抗体３０，４０は、本実施形態では、モリブデン（Ｍｏ）又はタングステン（Ｗ）等の耐熱金属などのメッシュからなる。ただし、発熱抵抗体３０，４０は、耐熱金属などからなる膜、板、線、箔、繊維、コイル、リボン状などの構成であってもよく、螺旋、折返し状などの形態であってもよい。そして、本実施形態では、発熱抵抗体３０，４０の厚さは一定となっている。

【0032】

セラミックス基材１０の原料となる添加剤が添加されてなるセラミックス粉末の間に電極２０及び発熱抵抗体３０，４０を挟み込んだ状態で焼成されることにより、セラミックス基材１０が形成される。

【0033】

電極２０が高周波発生用電極である場合、電極２０は、図２に示すように、電極用端子６１にそれぞれ接続された円板状の電極要素２１により構成されている。ただし、電極２０は、上面視においてセラミックス基材１０の内部の大部分を占め、連続した単一の領域を有する要素から構成されたものであれば、前述した構成、形態に限定されない。

【0034】

電極２０が静電吸着用電極である場合、電極２０は、図３に示すように、一対の電極用端子６１にそれぞれ接続された２つの略半円板状の電極要素２１ａ，２１ｂにより構成されている。ただし、電極２０は、上面視においてセラミックス基材１０の内部の大部分を占め、電気的に独立した２つの電極要素から構成されたものであれば、前述した構成、形態に限定されない。電極２０を構成する電極要素の数は２つに限定されず、上面視においてセラミックス基材１０の内部の大部分を占めるものであれば１つでもよい。電極用端子６１は電極要素ごとに設けられる。なお、セラミックス基材１０を上下方向に貫通する孔が同一円周状に３つ設けられており、電極２０は、これらの孔を避けるようにして形成されている。

【0035】

上側発熱抵抗体３０は、図１のIＶ－IＶ線における断面図を示す図４を参照して、上面視において、電極２０の最外周の輪郭線により画定される仮想円Ｏ１の内側領域に設けられた平面状の上側第１抵抗部３１と、上側第１抵抗部３１よりもセラミックス基材１０の径方向の外側に設けられ、セラミックス基材１０の円周方向に沿って延在する線状又は帯状の上側第２抵抗部３２と、上側第１抵抗部３１及び上側第２抵抗部３２を接続する上側接続部３３とを有している。なお、上側第１抵抗部３１は本発明の第１抵抗部に相当し、上側第２抵抗部３２は本発明の第２抵抗部に相当し、上側接続部３３は本発明の接続部に相当する。

【0036】

具体的には、上側第１抵抗部３１は、２つの大略半円状からなる上側第１抵抗要素３１ａ，３１ｂから構成されており、上側第１抵抗要素３１ａ，３１ｂはそれぞれ上側用端子６２に接続されている。上側第１抵抗要素３１ａ，３１ｂは、それぞれ、上面視において、円板状であるセラミック基材１０と同心の仮想円Ｏ２の外周に沿った輪郭線を有しており、略半円形となっている。

【0037】

そして、上面視において、上側第１抵抗部３１の最外周の輪郭線によって画定される仮想円Ｏ２の面積を１００％としたときに、上側第１抵抗部３１の合計面積が５０％以上となっている。

【0038】

上側第２抵抗部３２は、セラミックス基材１０と同心の円に沿って、図４における上下両端部が欠けた略半円環状に帯状に延在し、且つ上側第１抵抗部３１を離間して取り囲む上側第２抵抗要素３２ａと、セラミックス基材１０と同心の円に沿って、図４における上端部が欠けた略円環状に帯状に延在し、且つ上側第２抵抗要素３２ａを離間して取り囲む上側第２抵抗要素３２ｂと、これら上側第２抵抗要素３２ａの図４における上端部とこれの外側近傍に位置する上側第２抵抗要素３２ｂの端部とを接続する短い直線状の帯状の上側接続抵抗要素３２ｃとから構成されている。このように、上側第２抵抗部３２は、細長い帯状の抵抗要素３２ａ～３２ｃが分岐することなく連続している。

【0039】

上側接続部３３は、上側第１抵抗要素３１ａ，３１ｂの図４における下側の端部と、これら端部の外側近傍に位置する上側第２抵抗要素３２ａの端部とをそれぞれ接続する、短い直線状の帯状の上側接続抵抗要素３３ａ，３３ｂから構成されている。

【0040】

上側第１抵抗部３１は、上面視において下側発熱抵抗体４０と重なる領域に配置され、上側第２抵抗部３２は、上面視において下側発熱抵抗体４０の最外周より外側の領域に配置されている。

【0041】

詳細には、上側第１抵抗要素３１ａ，３１ｂは、上側第２抵抗部３２又は上側接続部３３と同等の幅で直線的に上側用端子６２と上側接続部３３とを接続する領域以外の領域にも配置されており、その上面視で占める面積は、上側第２抵抗部３２の存在する領域から所定の隙間を隔て、且つ、電極用端子６１と図示しない電源又は接地とを電気的に接続するための構造と離間させるために必要な距離を離れた領域の略全体を占めている。ただし、上側発熱抵抗体３０は、セラミックス基材１０に形成された上述の３つの孔を避けるようにして形成されている。

【0042】

上側第１抵抗要素３１ａ，３１ｂは、上述したように広い領域に配置されているので、電気抵抗値は小さく、電流が印加されて発生するジュール発熱は小さくなる。そのため、上面視で下側発熱抵抗体４０が占める領域内は、上側発熱抵抗体３０が発生する発熱によっては均熱性が阻害されない。なお、このような作用効果を奏するものであれば、上側第１抵抗要素３１ａ，３１ｂの形状、態様は限定されない。

【0043】

そして、上側発熱抵抗体３０も、上述した構成、形態に限定されない。本実施形態では、上側第２抵抗部３２は、２つの上側第２抵抗要素３２ａ，３２ｂを有しているが、３以上の抵抗要素が接続抵抗要素によって互いが接続されるものであってもよい。

【0044】

また、図５に示すように、上側発熱抵抗体３０Ａにおいて、上側第２抵抗部３２Ａは、一端部が欠けた略円環状の抵抗要素のみからなるものであってもよい。さらに、図示しないが、上側第２抵抗部３２Ａ又は上側接続部３３Ａは、蛇行、屈曲した形態などであってもよい。

【0045】

また、上側第１抵抗部３１は、上述したように２つの上側第１抵抗要素３１ａ，３１ｂからなるものに限定されず、３つ以上の上側第１抵抗要素からなるものであってもよい。上側発熱抵抗体３０Ｂにおいて、上側第１抵抗部３１Ｂが４つの上側第１抵抗要素３１Ｂａ～３１Ｂｄからなる例を図６に示す。この場合、各上側第１抵抗要素３１Ｂａ～３１Ｂｄは、それぞれ上側用端子６２に接続され、且つ、それぞれ外周端部にて上側接続部３３Ｂを構成する上側接続抵抗要素３３Ｂａ～３３Ｂｄを介して上側第２抵抗部３２Ｂに接続される。上側第１抵抗要素３１Ｂａ～３１Ｂｄは、それぞれ、上面視において、円板状であるセラミック基材１０と同心の仮想円Ｏ２の外周に沿った輪郭線を有しており、略扇形となっている。

【0046】

なお、図６では、上側第２抵抗部３２Ｂは、１本の円環状から構成されているが、図４を参照して、複数本の略半円環状、直線状などの抵抗要素からなるものとして構成されていてもよい。

【0047】

また、上側第１抵抗部３１を構成する上側第１抵抗要素３１ａ，３１ｂは、それぞれ上述したように上側接続部３３を構成する上側接続要素３３ａ，３３ｂのうちの１つのものを介して上側第２抵抗部３２と接続されるものに限定されず、２つ以上の上側接続要素によって接続されるものであってもよい。

【0048】

この場合、上側第１抵抗部３１Ｃを構成する各上側第１抵抗要素が２つの上側接続抵抗要素に接続される例を図７に示すように、上側第１抵抗要素３１Ｃａの外周端部が２つの上側接続抵抗要素３３Ｃａ，３３Ｃｂを介して、上側第１抵抗要素３１Ｃｂの外周端部が２つの上側接続抵抗要素３３Ｃｃ，３３Ｃｄを介して、それぞれ上側第２抵抗部３２Ｃを構成する上側第２抵抗要素３２Ｃａ，３２Ｃｂに接続される。

【0049】

なお、図７では、各上側第１抵抗要素３１Ｃａ，３１Ｃｂは、その略半円状の円弧部分の略中間部が上側接続部３３Ｃを構成する上側接続抵抗要素３３Ｃａ～３３Ｃｄに接続されているが、接続箇所はこれに限定されず、例えば、図８を参照して、略半円状の円弧部分の端部が上側接続抵抗要素と接続されていてもよい。また、図８に示すように、図４～図７に示した形態を組み合わせて、上側第２抵抗部３２Ｄを構成する抵抗要素３２Ｄａ，３２Ｄｂ，３２Ｄｃが分岐しているものであってもよい。

【0050】

下側発熱抵抗体４０は、図１のIＸ－IＸ線における断面図を示す図９を参照して、一対の下側用端子６３とそれぞれ接続された下側第１抵抗部４１と、下側第１抵抗部４１と接続され、下側第１抵抗部４１を取り囲む１又は複数の下側第２抵抗部４２と、隣接する下側第２抵抗部４２の要素同士を接続する下側接続抵抗部４３とから構成されている。そして、下側発熱抵抗体４０は、上面視において、上側発熱抵抗体３０の上側第２抵抗部３２の最内周の輪郭線により画定される仮想円Ｏ３よりも内側に配置されている。

【0051】

具体的には、下側第１抵抗部４１は、２つの下側第１抵抗要素４１ａ，４１ｂから構成されており、それぞれが波状、折れ曲がり状又は蛇行して配置されており、その端部が下側用端子６３に接続されている。なお、下側第１抵抗要素４１ａ，４１ｂは、直線状であってもよいが、ここでは、図９に黒丸で示す温度センサを避けるようにして配置されている。

【0052】

下側第２抵抗部４２は、下側第１抵抗部４１を重畳的に外側から取り囲み、且つ円板状のセラミックス基材１０と同心の円に沿い、図中の上下部が欠けた円環状、すなわち略半円環状に対となって帯状に延在し、相互に径方向に離間している複数対の、ここでは５対の下側第２抵抗要素４２ａ～４２ｅから構成されている。なお、ここでは、下側第２抵抗要素４２ａは、下側第１抵抗要素４１ａ，４１ｂと同様に、前記温度センサを避けるように、それぞれが波状、折れ曲がり状又は蛇行して配置されている。

【0053】

下側接続抵抗部４３は、下側第２抵抗要素４２ａ～４２ｄの端部と、これら端部の外周側近傍に位置する下側第２抵抗要素４２ｂ～４２ｅの端部とをそれぞれ交互に接続する短い帯状の４対の下側接続抵抗要素４３ａ～４３ｄから構成されている。

【0054】

なお、下側発熱抵抗体４０は、上述したものに限定されず、従来のセラッミクスヒータにおいてセラミックス基板に埋設された発熱抵抗体からなるものと形態、態様と同じであってもよい。例えば、下側第２抵抗要素４２ｂ～４２ｅ又は下側接続抵抗部４３は、波状、折れ曲がり状又蛇行して配置されていてもよい。

【0055】

なお、下側発熱抵抗体４０を、上下方向の位置を変えた複数段に配置してもよい。このように、下側発熱抵抗体４０は、公知のセラミックスヒータの基材に埋設された発熱抵抗体と同じように配置すればよく、その構成、形態などは限定されない。

【0056】

従来のセラミックスヒータにおいては、上側第１抵抗部３１は上側用端子６２と上側第２抵抗部３２ａ，３２ｂとを上側接続抵抗部３３の幅と同程度の幅で直線的に接続する領域に配置されていたので、この部分における不可避なジュール発熱により、セラミックス基材１０の均熱化を妨げられていた。

【0057】

しかし、本セラミックスヒータ１００においては、上側第１抵抗部３１は、従来と比較して広い領域に配置されており、抵抗値が小さくなっているので、発熱が抑制される。これにより、セラミックス基材１０の均熱化を図ることが可能となる。また、埋設する上側発熱抵抗体３０として金属層をほぼ全面に渡り配置しているので、その金属の反射率が大きいため下側発熱抵抗体４０で発熱したジュール熱を反射し、シャフト５０への熱逃げを抑制する効果も得られ、あわせて均熱化を図ることができる。

【0058】

さらに、電極２０及び発熱抵抗体３０，４０を埋設したセラッミクス粉末を焼成してセラッミクス基材１０を製作するが、焼成時にセラミックス粉末に含まれるカーボン成分が電極２０及び発熱抵抗体３０，４０と反応することにより、これらの抵抗値が所望の値を有することになる。

【0059】

例えば、原料が窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粉末や酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）粉末である場合、原料となるセラミックス粉末の造粒時には有機溶媒に起因するカーボン成分がわずかに残留する。このカーボン成分は焼成後においても残留する。また、原料であるセラミックス粉末に有機バインダを添加してセラミックス基材１０となる成形体を製作すると、成形体の脱脂後やその後の焼成時においても有機バインダに起因するカーボン成分が残留する。

【0060】

平面状の電極２０と平面状の上側第１抵抗部３１との間に下側発熱抵抗体４０と同様な形態を有する発熱抵抗体を配置すると、当該発熱抵抗体の上下周辺領域のカーボン成分の多くが平面状の電極２０及び平面状の上側第１抵抗部３１と反応するために、上下にその間を挟まれた発熱抵抗体は所望の抵抗値を有さない。

【0061】

一方、本実施形態においては、下側発熱抵抗体４０の下方には平面状の電極や平面状の発熱抵抗体が何ら存在しないので、焼成時に下側発熱抵抗体４０はカーボン成分と反応して、所望の抵抗値を有するものとなる。

【0062】

なお、本発明の実施形態に係るセラミックスヒータは、上側発熱抵抗体３０と下側発熱
抵抗体３０との上下２層の発熱抵抗体を備えるものに限定されない。例えば、本発明のセラミックスヒータは、下側発熱抵抗体４０より下側にさらに位置する発熱抵抗体、下側発熱抵抗体４０と上側発熱抵抗体３０との間に位置する発熱抵抗体、上側発熱抵抗体３０より上側にさらに位置する発熱抵抗体の何れかが、少なくとも１つ備わるものであってもよい。

【符号の説明】

【0063】

１０…セラミックス基材、 １０ａ…上面、 １０ｂ…下面、 ２０…平面状の電極、 ２１，２１ａ，２１ｂ…電極要素、 ３０，３０Ａ，３０Ｂ…上側発熱抵抗体（第１発熱抵抗体）、 ３１，３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ…上側第１抵抗部（第１抵抗部）、 ３１ａ，３１ｂ，３１Ｂａ～３１Ｂｄ，３１Ｃａ，３１Ｃｂ…上側第１抵抗要素（複数の部分）、 ３２，３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ…上側第２抵抗部（第２抵抗部）、 ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２Ｃａ，３２Ｃｂ，３２Ｄａ～３２Ｄｃ…上側第２抵抗要素、 ３３，３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄ…上側接続部（接続部）、 ３３ａ，３３ｂ，３３Ｂａ～３３Ｂｄ，３３Ｃａ～３３Ｃｄ…上側接続抵抗要素、 ４０…下側発熱抵抗体（第２発熱抵抗体）、 ４１…下側第１抵抗部、 ４１ａ，４１ｂ…下側第１抵抗要素、 ４２…下側第２抵抗部、 ４２ａ～４２ｅ…下側第２抵抗要素、 ４３…下側接続抵抗部、 ４３ａ～４３ｄ…下側接続抵抗要素、 ５０…シャフト、 ５１…円筒部、 ５２…拡径部、 ６１…電極用端子、 ６２…上側用端子、 ６３…下側用端子、 １００…セラミックスヒータ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】