特許 7528349 セラミックサセプター

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-26

(45)【発行日】2024-08-05

(54)【発明の名称】セラミックサセプター

(51)【国際特許分類】

   H05B 3/02 20060101AFI20240729BHJP

   H05B 3/68 20060101ALI20240729BHJP

【ＦＩ】

H05B3/02 B

H05B3/68

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2023217982

(22)【出願日】2023-12-25

【審査請求日】2023-12-25

(31)【優先権主張番号】10-2023-0146632

(32)【優先日】2023-10-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】520139620

【氏名又は名称】ミコ セラミックス リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】チョ、ヒョン－チョン

【審査官】木村 麻乃

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－１３３１９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２０／１５３０７１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０２１－１７４７０３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｂ ３／０２

Ｈ０５Ｂ ３／６８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

積層された複数の発熱体レイヤが配置された絶縁プレートを含み、
前記複数の発熱体レイヤは、第１端子対の間で連結された第１抵抗部と第１連結部を含む第１パターンを有する第１発熱体レイヤ、及び第２端子対の間で連結された第２抵抗部と第２連結部を含む第２パターンを有する第２発熱体レイヤを含み、
前記第１連結部は、前記第１抵抗部の端部と、前記第１端子対のいずれか一つの端子とを連結し、前記第２連結部は、前記第２抵抗部の端部と、前記第２端子対のいずれか一つの端子とを連結し、
前記第１抵抗部及び前記第２抵抗部のそれぞれが、円周方向に続く複数の円弧部と、円弧部同士を繋ぐ複数の折曲げ部を含み、
前記第１抵抗部の円弧部及び前記第２抵抗部の円弧部を前記絶縁プレートの平面に投影したとき、前記第２抵抗部の円弧部は、前記第１抵抗部の円弧部の間に配置される、サセプター。

【請求項2】

積層された複数の発熱体レイヤが配置された絶縁プレートを含み、
前記複数の発熱体レイヤは、第１端子対の間で連結された第１抵抗部と第１連結部を含む第１パターンを有する第１発熱体レイヤ、及び第２端子対の間で連結された第２抵抗部と第２連結部を含む第２パターンを有する第２発熱体レイヤを含み、
前記第１連結部は、前記第１抵抗部の端部と、前記第１端子対のいずれか一つの端子とを連結し、前記第２連結部は、前記第２抵抗部の端部と、前記第２端子対のいずれか一つの端子とを連結し、
前記第１連結部と前記第２連結部は中心に対して直径方向に延長され、前記第１連結部と前記第２連結部のそれぞれは、隣接する抵抗部パターンとの間に１つずつ配置された、サセプター。

【請求項3】

前記第１連結部と前記第２連結部は、前記絶縁プレートの中心に対して放射状に互いに異なる角度の位置に配置される、請求項１又は２に記載のサセプター。

【請求項4】

前記複数の発熱体レイヤは、第３端子対の間で連結された第３抵抗部と第３連結部を含む第３パターンを有する第３発熱体レイヤをさらに含み、
前記第３連結部は、第３抵抗部の端部と、前記第３端子対のいずれか一つの端子とを連結し、前記第３抵抗部は、円周方向に続く複数の円弧部と、円弧部同士を繋ぐ複数の折曲げ部を含む、請求項１又は２に記載のサセプター。

【請求項5】

前記第１抵抗部の円弧部、前記第２抵抗部の円弧部、及び前記第３抵抗部の円弧部を前記絶縁プレートの平面に投影したとき、前記第３抵抗部の円弧部は、前記第１抵抗部の円弧部と第２抵抗部の円弧部との間に配置される、請求項４に記載のサセプター。

【請求項6】

前記第１連結部、前記第２連結部、及び前記第３連結部は、前記絶縁プレートの中心に対して放射状に互いに異なる角度の位置に配置される、請求項４に記載のサセプター。

【請求項7】

前記第１パターン及び前記第２パターンのそれぞれは、同一個数の、一つ以上の分割された配置領域のそれぞれに配置される、請求項１又は２に記載のサセプター。

【請求項8】

前記第１パターン及び前記第２パターンのそれぞれは、互いに異なる個数の、一つ以上の分割された配置領域のそれぞれに配置される、請求項１又は２に記載のサセプター。

【請求項9】

前記第１連結部及び前記第２連結部のそれぞれが、ウェーブ形状の連結線を含む、請求項１又は２に記載のサセプター。

【請求項10】

前記第１抵抗部及び前記第２抵抗部のそれぞれが、円周方向に続く複数の円弧部と、円弧部同士を繋ぐ複数の折曲げ部を含み、一つ以上の前記第１パターンと一つ以上の前記第２パターンのそれぞれは、層間に重ならない互いに異なる配置領域に配置され、中心に対して点対称である前記円弧部と、中心に対して点対称である前記折曲げ部を含み、
前記第１連結部と前記第２連結部が前記中心に対して放射状に互いに異なる角度の位置に配置される、請求項１又は２に記載のサセプター。

【請求項11】

前記第１発熱体レイヤの２個の連結部が、直径外側方向に互いに１８０°方向に配置され、前記第２発熱体レイヤの２個の連結部が、直径外側方向に互いに１８０°方向に配置
され、前記第１発熱体レイヤの２個の連結部の延長線と前記第２発熱体レイヤの２個の連結部の延長線とが互いに垂直である、請求項１０に記載のサセプター。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、セラミックサセプターに関し、特に、温度均一度を向上させるためのヒーターパターンが適用されたセラミックサセプターに関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、半導体装置又はディスプレイ装置は、誘電体層及び金属層を含む複数の薄膜層を、ガラス基板、フレキシブル基板又は半導体ウエハー基板上に順次に積層した後、パターニングする方式で製造される。それらの薄膜層は、化学気相蒸着（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，ＣＶＤ）工程又は物理気相蒸着（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，ＰＶＤ）工程によって基板上に順次に蒸着される。前記ＣＶＤ工程には、低圧化学気相蒸着（Ｌｏｗ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ ＣＶＤ，ＬＰＣＶＤ）工程、プラズマ強化化学気相蒸着（Ｐｌａｓｍａ Ｅｎｈａｎｃｅｄ ＣＶＤ，ＰＥＣＶＤ）工程、有機金属化学気相蒸着（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ ＣＶＤ，ＭＯＣＶＤ）工程などがある。このようなＣＶＤ装置及びＰＶＤ装置には、ガラス基板、フレキシブル基板、半導体ウエハー基板などを支持し、所定の熱を発生したり高周波（ＲＦ）電極によってプラズマを発生させたりするためのセラミックサセプターが配置される。前記セラミックサセプターは、半導体素子の配線微細化などの精密な工程のために、プラズマ蒸着工程などにおいて正確な温度制御と熱処理の要求などによって広く用いられており、また、半導体ウエハー基板上に形成された薄膜層のエッチング工程（ｅｔｃｈｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ）、又はフォトレジスト（ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔ）の焼成工程などにおいてプラズマ生成又は基板加熱のために用いられる。

【0003】

一般のセラミックサセプターは、セラミック材質の間に配置されたヒーター機能用の発熱体を含む。セラミックサセプター構造において、発熱体が電力の供給を受けて熱を発生させて半導体ウエハー基板などを加熱する際に、安定した半導体工程による収率の向上のためには基板の温度均一度が重要である。

【0004】

図１Ａは、従来のセラミックサセプターの発熱体パターンの平面図である。

【0005】

図１Ａを参照すると、従来のセラミックサセプターは、一般に、同一平面上に、直径方向に内側の発熱体パターン１０及び直径方向に外側の発熱体パターン２０を有し、内側の発熱体パターン１０は、中心部の第１端子対１０ａ，１０ｂの間で円弧を描きながら延長されたパターンであり、外側の発熱体パターン２０は、中心部の第２端子対２０ａ，２０ｂの間で円弧を描きながら延長されたパターンである。

【0006】

しかしながら、従来のセラミックサセプターは、同一層内の同一平面上に形成された、内側の発熱体パターン１０及び外側の発熱体パターン２０を有するので、基板が置かれるサセプターの上面の温度が全体領域において均一でない場合に、発熱体の配置ピッチ（ｐｉｔｃｈ）を調整して当該部分の温度を上げたり下げたりして温度均一度を向上させる方法を試みる。

【0007】

また、従来のセラミックサセプターは、直線区間２１ａ，２１ｂの一側が第２端子対２０ａ，２０ｂに連結され、抵抗パターンを有する外側の発熱体パターン２０の２個の連結点まで延長されることにより、第２端子対２０ａ，２０ｂに連結されて延長された外側の発熱体パターン２０をなしている。これによって、従来のセラミックサセプターにおいて狭い間隔で離隔している発熱体直線区間２１ａ，２１ｂが、図１Ｂのように、酸化などによってクラックなどの欠陥が発生して抵抗値が変わったり短絡が発生したりすることがあり、これは温度均一度に影響を及ぼすという問題点があった。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

したがって、本発明は、上述した問題点を解決するために案出されたものであり、本発明の目的は、多層構造の発熱体パターンを、円弧部分が重ならないように配置するか、発熱体直線区間を互いに異なる層において中心に対して互いに異なる角度に配置させ、又は、１層構造の発熱体パターンにおいても発熱体直線区間を中心に対して互いに異なる角度に配置させることにより、サセプターの上面の全領域において温度均一度を向上させることができるセラミックサセプターを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

まず、本発明の特徴を要約すれば、上記の目的を達成するための本発明の一面に係るセラミックサセプターは、複数の発熱体レイヤが配置された絶縁プレートを含み、前記複数の発熱体レイヤは、第１端子対の間で連結された第１抵抗部と第１連結部を含む第１パターンを有する第１発熱体レイヤ、及び第２端子対の間で連結された第２抵抗部と第２連結部を含む第２パターンを有する第２発熱体レイヤを含み、前記第１連結部は、前記第１抵抗部の端部と、前記第１端子対のいずれか一つの端子とを連結し、前記第２連結部は、前記第２抵抗部の端部と、前記第２端子対のいずれか一つの端子とを連結する。

【0010】

前記第１抵抗部及び前記第２抵抗部のそれぞれが、円周方向に続く複数の円弧部と、円弧部同士を繋ぐ複数の折曲げ部を含み、前記第１抵抗部の円弧部及び前記第２抵抗部の円弧部を前記絶縁プレートの平面に投影したとき、前記第２抵抗部の円弧部は、前記第１抵抗部の円弧部の間に配置されてよい。

【0011】

ここで、前記第１連結部と前記第２連結部は、前記絶縁プレートの中心に対して放射状に互いに異なる角度の位置に配置されてよい。

【0012】

前記複数の発熱体レイヤは、第３端子対の間で連結された第３抵抗部と第３連結部を含む第３パターンを有する第３発熱体レイヤをさらに含み、前記第３連結部は、第３抵抗部の端部と、前記第３端子対のいずれか一つの端子とを連結し、前記第３抵抗部は、円周方向に続く複数の円弧部と、円弧部同士を繋ぐ複数の折曲げ部を含んでよい。

【0013】

前記第１抵抗部の円弧部、前記第２抵抗部の円弧部、及び前記第３抵抗部の円弧部を前記絶縁プレートの平面に投影したとき、前記第３抵抗部の円弧部は、前記第１抵抗部の円弧部と第２抵抗部の円弧部との間に配置されてよい。

【0014】

前記第１連結部、前記第２連結部、及び前記第３連結部は、前記絶縁プレートの中心に対して放射状に互いに異なる角度の位置に配置されてよい。

【0015】

前記第１パターン及び前記第２パターンのそれぞれは、同一個数の、一つ以上の分割された配置領域のそれぞれに配置されてよい。

【0016】

前記第１パターン及び前記第２パターンのそれぞれは、互いに異なる個数の、一つ以上の分割された配置領域のそれぞれに配置されてよい。

【0017】

前記第１連結部及び前記第２連結部のそれぞれが、ウェーブ形状の連結線を含んでよい。

【0018】

また、他の例として、前記第１抵抗部及び前記第２抵抗部のそれぞれが、円周方向に続く複数の円弧部と、円弧部同士を繋ぐ複数の折曲げ部を含み、一つ以上の前記第１パターンと一つ以上の前記第２パターンのそれぞれは、層間に重ならない互いに異なる配置領域に配置され、中心に対して対称である前記円弧部と、中心に対して対称である前記折曲げ部を含み、前記第１連結部と前記第２連結部が前記中心に対して放射状に互いに異なる角度の位置に配置されてよい。

【0019】

前記第１発熱体レイヤの２個の連結部が直径外側方向に互いに１８０°方向に配置され、前記第２発熱体レイヤの２個の連結部が直径外側方向に互いに１８０°方向に配置され、前記第１発熱体レイヤの２個の連結部の延長線と前記第２発熱体レイヤの２個の連結部の延長線とが垂直であることが好ましい。

【0020】

そして、本発明のもう一つの一面に係るサセプターは、発熱体が配置された絶縁プレートを含み、前記発熱体は、同一平面上において、複数に分割された配置領域ごとに配置されたそれぞれのパターンを含み、それぞれの前記パターンは、端子対の間で連結された抵抗部と連結部を含み、それぞれの前記連結部は、第１端子に連結された当該抵抗部の端部と第２端子とを連結する。

【0021】

それぞれの抵抗部は、円周方向に続く複数の円弧部と、円弧部同士を繋ぐ複数の折曲げ部を含んでよい。

【0022】

それぞれの前記パターンの連結部が、前記絶縁プレートの中心に対して放射状に互いに異なる角度の位置に配置されてよい。

【発明の効果】

【0023】

本発明に係るセラミックサセプターによれば、多層構造の発熱体パターンを円弧部分が重ならないように配置することによって、各領域に均一に発熱体が分布して発熱するので温度均一度が向上し、多層構造の発熱体パターンにおいて複数個の層間直線区間連結線が互いに重なったり並んで配置されず、又は１層構造の発熱体パターンにおいても直線区間連結線の２個以上を中心に対して互いに異なる角度に配置させることによって、サセプターの上面の全領域において温度均一度を向上させることができる。また、このような構造によれば、直線区間連結線の酸化などによるクラックなどの欠陥発生を低減でき、かつ、多層構造の発熱体パターンは各層における配置領域別に自由に温度を調節でき、温度均一度のための温度制御の自由度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

本発明に関する理解を助けるために詳細な説明の一部として含まれる添付の図面は、本発明に関する実施例を提供し、詳細な説明と一緒に本発明の技術的思想を説明する。

【0025】

【図1A】従来のセラミックサセプターの発熱体パターンの平面図である。

【図1B】従来のセラミックサセプターの発熱体直線区間での例示的な欠陥を示す。

【図2】本発明の一実施例に係るセラミックサセプターを示す概略断面図である。

【図3A-3D】本発明のセラミックサセプターの発熱体パターンの例示的な１層構造の様々なパターンを説明するための図である。

【図4】本発明のセラミックサセプターの発熱体パターンのうち、端子と抵抗部との間の連結部を示す。

【図5A-5D】本発明のセラミックサセプターの発熱体パターンの例示的な２層構造を説明するための図である。

【図6A-6D】本発明のセラミックサセプターの発熱体パターンの例示的な２層構造の他のパターンを説明するための図である。

【図7】本発明のセラミックサセプターの発熱体パターンの例示的な３層構造のパターンを説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下では添付の図面を参照して本発明について詳しく説明する。ここで、各図において同一の構成要素には可能な限り同一の符号を付する。また、既に公知の機能及び／又は構成に関する詳細な説明は省略する。以下に開示する内容は、様々な実施例に係る動作を理解する上で必要な部分を重点的に説明し、その説明の要旨を曖昧にし得る要素に関する説明は省略する。また、図面の一部の構成要素は、誇張して、省略して、又は概略して図示可能である。各構成要素の大きさは実の大きさを全的に反映するものではなく、したがって、各図に描かれている構成要素の相対的な大きさや間隔によってここに記載の内容が限定されることはない。

【0027】

本発明の実施例を説明するとき、本発明と関連している公知技術に関する具体的な説明が本発明の要旨を却って曖昧にさせ得ると判断される場合にはその詳細な説明を省略する。そして、後述する用語は本発明における機能を考慮して定義された用語であり、それらは使用者、運用者の意図又は慣例などによって変更可能である。したがって、その定義は本明細書全般にわたる内容に基づいて下されるべきであろう。詳細な説明で使われる用語は、単に本発明の実施例を記述するためのものであり、決して制限的であってはならない。特に断らない限り、単数形態の表現は複数形態の意味を含む。本説明において、「含む」又は「備える」のような表現は、ある特性、数字、段階、動作、要素、それらの一部又は組合せを示すためのものであり、記述された以外の一つ又はそれ以上の特性、数字、段階、動作、要素、それらの一部又は組合せの存在又は可能性を排除するように解釈されてはならない。

【0028】

なお、第１、第２などの用語は様々な構成要素を説明するために使われてよいが、これらの用語によって前記様々な構成要素が限定されるものではなく、これらの用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的で使われるだけである。

【0029】

図２は、本発明の一実施例に係るセラミックサセプター１００を示す概略断面図である。

【0030】

図２を参照すると、本発明の一実施例に係る（セラミック）サセプター１００は、絶縁プレート１１０及びシャフト（ｓｈａｆｔ）１２０を含む。

【0031】

本発明の一実施例に係るセラミックサセプター１００は、半導体ウエハー、ガラス基板、フレキシブル基板などの様々な目的の加工対象基板を支持し、当該加工対象基板を所定の温度に加熱する半導体装置である。セラミックサセプター１００は、プラズマ強化化学気相蒸着又はドライエッチングなどのプラズマを用いる半導体工程に用いられてもよい。

【0032】

絶縁プレート１１０は、セラミック材質中に、プラズマ発生用の高周波電極１１２及び（又は）基板加熱用の発熱体１１４が所定の間隔で離隔して配置（埋設）されるように構成されてよい。絶縁プレート１１０は、加工対象基板を安定して支持しながら発熱体１１４を用いた基板の加熱、及び（又は）高周波電極１１２によるプラズマを用いた半導体工程が可能となるように構成される。

【0033】

本発明のセラミックサセプター１００において、図示してはいないが、絶縁プレート１１０上に置かれる基板１１を保持するために静電チャック機能のチャック電極がさらに配置されることも可能である。例えば、チャック電極が高周波電極１１２又は発熱体１１４の上側又は下側に所定の間隔で離隔して配置（埋設）されるようにさらに構成されてよい。

【0034】

絶縁プレート１１０は、所定の形状を有する板状構造物で形成されてよい。例えば、絶縁プレート１１０は、円形の板状構造物で形成されてよく、必ずしもそれに限定されない。ここで、セラミック材質は、Ａｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３／Ｙ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＡｌＣ（Ａｕｔｏｃｌａｖｅｄ ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ ｃｏｎｃｒｅｔｅ）、ＴｉＮ、ＡｌＮ、ＴｉＣ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＣｅＯ２、ＴｉＯ２、ＢｘＣｙ、ＢＮ、ＳｉＯ２、ＳｉＣ、ＹＡＧ、ムライト（Ｍｕｌｌｉｔｅ）、ＡｌＦ３のうち少なくとも一つの物質であってよく、好ましくは、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）であってよい。さらに、それぞれのセラミック粉末は、選択的に０．１～１０％程度、好ましくは約１～５％程度の酸化イットリウム粉末を含んでよい。

【0035】

シャフト１２０は、貫通孔を有する管（ｐｉｐｅ）形であり、絶縁プレート１１０の下面に接合又は結合される。シャフト１２０は、絶縁プレート１１０と同じセラミック材質で形成されて接合又は結合されてよい。

【0036】

高周波電極１１２又はチャック電極は、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、ニオビウム（Ｎｂ）、チタニウム（Ｔｉ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）又はそれらの合金からなってよく、好ましくはモリブデン（Ｍｏ）からなってよい。高周波電極１１２は、中空型シャフト１２０に内在された連結ロッド１２１を通じてＲＦ（Ｒａｄｉｏ）電源に連結されたり接地（ｇｒｏｕｎｄ）に連結されてよく、チャック電極は、中空型シャフト１２０に内在された他の連結ロッドを通じてチャック電極駆動用電源（直流又は交流電源）に連結されてよい。高周波電極１１２は、ワイヤータイプ（ｗｉｒｅ ｔｙｐｅ）又はシートタイプ（ｓｈｅｅｔ ｔｙｐ）のメッシュ（ｍｅｓｈ）構造を有する。ここで、メッシュ構造は、第１方向に配列された複数の金属と第２方向に配列された複数の金属とが互いにずれて交差して形成された網状の構造である。

【0037】

発熱体１１４は、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、又はそれらの合金又は炭化物などからなり、高融点及び高い抵抗性を有する。発熱体１１４は、発熱線（又は、抵抗線や発熱電極）による板状コイル形態などで形成されてよい。また、発熱体１１４は、精密な温度制御のために多層構造で形成されてもよい。このような発熱体１１４は、半導体製造工程において、シャフト１２０に内在された連結ロッド１２３を通じて電源に連結され、円滑な蒸着工程及びエッチング工程などを行うために、絶縁プレート１１０上の加工対象基板を所定の一定の温度に加熱する機能を果たし得る。

【0038】

本発明の一実施例に係るセラミックサセプター１００は、発熱線（又は、抵抗線）からなる発熱体１１４が、図３Ａ～図７のように、多層構造の発熱体パターンを円弧部分が重ならないように配置することによって、各領域に均一に発熱体が分布して発熱し、温度均一度を向上させる。また、多層構造の発熱体１１４のパターンにおいて層間直線区間（端子と抵抗部とを連結する連結部）の複数個が互いに重なったり並んで配置されないように多層構造の発熱体１１４のパターンを配置することによって、温度均一度をさらに向上させ得るようにした。また、図３Ａ～図３Ｄのような１層構造の発熱体１１４のパターンにおいても、直線区間（端子と抵抗部とを連結する連結部）の２個以上を中心に対して互いに異なる角度に配置させることによって、サセプターの上面の全領域で温度均一度を向上させ得るようにした。

【0039】

以下、図３Ａ～図７を参照して、本発明の上記のような構成について具体的に説明する。

【0040】

図３Ａ～図３Ｄは、本発明のセラミックサセプター１００における発熱体１１４のパターンの例示的な発熱体レイヤ（ｈｅａｔｅｒ ｌａｙｅｒ）が１層構造である様々な発熱体１１４のパターンを説明するための図である。図３Ａは、セラミックサセプター１００の平面図において２等分された配置領域３１１，３１２のそれぞれに、１層構造の発熱体１１４のパターン９０を配置した構造を示す。図３Ｂは、セラミックサセプター１００の平面図において３等分された配置領域３２１，３２２，３２３のそれぞれに１層構造の発熱体１１４のパターン９０を配置した構造を示す。図３Ｃは、セラミックサセプター１００の平面図において４等分された配置領域３３１，３３２，３３３のそれぞれに１層構造の発熱体１１４のパターン９０を配置した構造を示す。図３Ｄは、セラミックサセプター１００の平面図において多数個に等分された配置領域のそれぞれに１層構造の発熱体１１４のパターン９０の配置が可能である構造を示す。

【0041】

図３Ａ～図３Ｄを参照すると、発熱体１１４は、絶縁プレート１１０の内側に、同一平面上に２以上の均等（ｅｑｕａｌ ｐａｒｔｓ）又は不均等（ｎｏｔ ｅｑｕａｌ ｐａｒｔｓ）に分割された配置領域に配置されたそれぞれのパターンを含んでよい。

【0042】

すなわち、発熱体１１４は、絶縁プレート１１０の内側に同一平面上に、複数に分割された配置領域ごとに配置されたそれぞれのパターン９０を含む。それぞれのパターン９０は、端子対８１ａ，８１ｂの間で連結された抵抗部９１と連結部９２を含む。

【0043】

ここで、それぞれの連結部９２は、第１端子８１ａに連結された当該抵抗部９１の端部と第２端子８１ｂとを連結し、それぞれの抵抗部９１は、円周方向に続く複数の円弧部８５と、円弧部８５同士を繋ぐ複数の折曲げ部８６を含む。

【0044】

また、それぞれのパターン９０の連結部９２は、いかなる２個も互いに平行な連結部は存在しないように配置されており、それぞれのパターン９０の連結部９２は、中心に対して放射状に互いに異なる角度の位置に配置されている。すなわち、隣接したパターン９０の連結部９２が互いに隣接するように配置されない。

【0045】

図４は、本発明のセラミックサセプター１００における発熱体１１４のパターンのうち、端子８１ｂと抵抗部９１との間の連結部９２を示す。

【0046】

図４を参照すると、複数に分割された配置領域ごとに配置されたそれぞれのパターン９０は、端子対８１ａ，８１ｂの間で連結された抵抗部９１と連結部９２を含み、連結部９２はサインウエーブ（ｓｉｎｅ ｗａｖｅ）などのウェーブ形状の連結線を含む。

【0047】

すなわち、ここで、前記ウェーブ形状は、下に膨らんだ部分と上に膨らんだ部分とが連結された部分を１回以上有する形状であり、各膨らんだ部分における曲率は、Ｒ４００～Ｒ５００程度に設計されることが好ましい。これは、曲率を高めて緩やかな曲線にすることで、酸化などによる欠陥を低減可能にするためである。

【0048】

上にも述べたように、発熱体１１４の抵抗部９１と連結部９２は、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、又はそれらの合金又は炭化物などからなっている。抵抗部９１は、上のような発熱体１１４の素材をコイル形状（場合によって、鋸歯状のジグザグ形状なども可能）に加工して電子の移動距離を大きくすることによって抵抗性を高めた部分であり、連結部９２は、電気的に連結するための連結線の部分である。

【0049】

以下、同様に、上述した発熱体１１４のパターン９０、端子対８１ａ，８１ｂ、円弧部８５、折曲げ部８６、抵抗部９１、連結部９２などの概念は、発熱体レイヤ（ｈｅａｔｅｒ ｌａｙｅｒ）が２層以上である多層構造においてもそのまま適用する。

【0050】

図５Ａ～図５Ｄは、本発明のセラミックサセプター１００における発熱体１１４のパターンの例示的な発熱体レイヤ（ｈｅａｔｅｒ ｌａｙｅｒ）の２層構造を説明するための図である。図５Ａは、セラミックサセプター１００の内側において互いに異なる平面に２層構造で発熱体１１４のパターン９０を配置した平面図である。図５Ｂは、図５Ａの断面構造において、上部第１発熱体レイヤ５１１と下部第２発熱体レイヤ５１２の模式的な積層構造を示す。図５Ｃは、図５Ａの第１発熱体レイヤ５１１を示す平面図である。図５Ｄは、図５Ａの第２発熱体レイヤ５１２を示す平面図である。

【0051】

図５Ａ～図５Ｄを参照すると、本発明のセラミックサセプター１００の２層積層構造の発熱体１１４は、セラミック材質を挟んで所定の距離離隔して形成された第１発熱体レイヤ５１１及び第２発熱体レイヤ５１２を含む。

【0052】

第１発熱体レイヤ５１１は、端子対８１ａ－１，８１ｂ－１の間で連結された第１抵抗部９１－１と第１連結部９２－１を含む第１パターン９０－１を含む。また、第２発熱体レイヤ５１２は、他の層の端子対８１ａ－２，８１ｂ－２の間で連結された第２抵抗部９１－２と第２連結部９２－２を含む第２パターン９０－２を含む。

【0053】

また、第１連結部９２－１と第２連結部９２－２はそれぞれが、第１端子８１ａ－１／８１ａ－２に連結された当該抵抗部９１－１／９１－２の端部と、第２端子８１ｂ－１／８１ｂ－２とを連結する。また、第１抵抗部９１－１と第２抵抗部９１－２はそれぞれが、円周方向に続く複数の円弧部８５－１／８５－２、及び円弧部８５－１／８５－２同士を繋ぐ折曲げ部８６－１／８６－２を含む。

【0054】

ここで、第１抵抗部９１－１の円弧部８５－１と第２抵抗部９１－２の円弧部８５－２は、図５Ａのように、層間に重なる配置領域に配置されてよい。すなわち、第１パターン９０－１と第２パターン９０－２を絶縁プレート１１０の平面に投影したとき、すなわち、第１抵抗部９１－１の円弧部８５－１及び第２抵抗部９１－２の円弧部８５－２を絶縁プレート１１０の平面に投影したとき、第２抵抗部９１－２の円弧部８５－２は、第１抵抗部９１－１の円弧部８５－１同士の間に配置されてよい。このとき、第１抵抗部９１－１の円弧部８５－１及び第２抵抗部９１－２の円弧部８５－２が中心Ｏに対して互いに異なる半径の位置に配置されることにより、パターンの各間の発熱（ｈｅａｔｉｎｇ）温度を補完して温度均一性を高めることができる。

【0055】

また、第１連結部９２－１と第２連結部９２－２が中心Ｏに対して放射状に互いに異なる角度の位置に配置される。図５Ａのように、各層に１つずつのパターン９０－１／９０－２が配置された構造において、第１連結部９２－１と第２連結部９２－２が中心Ｏに対して直径外側方向に互いに１８０°方向に配置されることが好ましい。

【0056】

図５Ａで、例えば、第１発熱体レイヤ５１１の第１パターン９０－１の代わりに、図３Ａ～図３Ｄのように、２以上の多重分割された配置領域に発熱体１１４のパターンを有する発熱体レイヤを構成することもできる。このとき、第２パターン９０－２はそのまま適用されてよい。

【0057】

その他にも、本発明は、図５Ａにおける第２発熱体レイヤ５１２の第２パターン９０－２の代わりに、図３Ａ～図３Ｄのように、２以上の多重分割された配置領域に発熱体１１４のパターンを有する発熱体レイヤを構成することができる。このとき、第１パターン９０－１はそのまま適用されてよい。

【0058】

すなわち、本発明は、第１発熱体レイヤ５１１及び第２発熱体レイヤ５１２の２層積層構造において、各発熱体レイヤが、１つのパターン又は２つ以上の多重分割された配置領域に発熱体１１４のパターンを有する如何なる組合せのパターン構造においても（各層ごとに分割された配置領域が同一であっても異なってもよい。）、上のような方法で実施可能である。さらに、このような原理は、発熱体レイヤ（ｈｅａｔｅｒ ｌａｙｅｒ）が３層以上である発熱体１１４の積層構造（図７参照）におけるそれぞれの発熱体レイヤが、１つのパターン又は２つ以上の多重分割された配置領域に発熱体１１４のパターンを有するあらゆる組合せのパターン構造（各層ごとに分割された配置領域が同一であっても異なってもよい。）で構成されるとき、いずれも、上のような方法で実施可能である。

【0059】

図６Ａ～図６Ｄは、本発明のセラミックサセプター１００における発熱体１１４のパターンの例示的な２層構造の他のパターンを説明するための図である。図６Ａ～図６Ｄは、第１発熱体レイヤ５１１及び第２発熱体レイヤ５１２の２層積層構造において、それぞれの発熱体レイヤが、２分割、３分割、４分割、及びその他の多重分割で分割された配置領域に同一の発熱体１１４のパターンを有する構造を例示する。

【0060】

まず、図６Ｂ～図６Ｄにおいても、図５Ａと同様に、第１発熱体レイヤ５１１の第１パターン９０－１に含まれた第１抵抗部９１－１の円弧部８５－１と、第２発熱体レイヤ５１２の第２パターン９０－２に含まれた第２抵抗部９１－２の円弧部８５－２は、層間に重なる配置領域に配置されてよい。すなわち、第１パターン９０－１と第２パターン９０－２を絶縁プレート１１０の平面に投影したとき、すなわち、第１抵抗部９１－１の円弧部８５－１及び第２抵抗部９１－２の円弧部８５－２を絶縁プレート１１０の平面に投影したとき、第２抵抗部９１－２の円弧部８５－２は、第１抵抗部９１－１の円弧部８５－１の間に配置されてよい（図５Ａ参照）。このとき、第１抵抗部９１－１の円弧部８５－１及び第２抵抗部９１－２の円弧部８５－２が中心Ｏに対して互いに異なる半径の位置に配置されることにより、パターンの各間の発熱温度を補完して温度均一性を高めることができる。また、第１発熱体レイヤ５１１の第１連結部９２－１と第２発熱体レイヤ５１２の第２連結部９２－２が中心Ｏに対して放射状に互いに異なる角度の位置に配置される。

【0061】

また、図６Ａを参照すると、図５Ａにおけると同様に、第１発熱体レイヤ５１１と第２発熱体レイヤ５１２が、端子対８１ａ，８１ｂ、円弧部８５、折曲げ部８６、抵抗部９１、連結部９２などを備える。

【0062】

ただし、ここで、発熱体１１４は、端子対８１ａ－１，８１ｂ－１の間で連結された第１抵抗部９１－１と第１連結部９２－１を含む１つ又は２つ以上の第１パターン９０－１を有する第１発熱体レイヤ５１１、及び他の端子対８１ａ－２，８１ｂ－２の間で連結された第２抵抗部９１－２と第２連結部９２－２を含む１つ又は２つ以上の第２パターン９０－２を有する第２発熱体レイヤ５１２を含んでよい。

【0063】

また、ここで、１つ又は２つ以上の第１パターン９０－１と第２パターン９０－２は、層間に重ならない（配置領域が重ならない）互いに異なる配置領域に配置される。すなわち、１つ又は２つ以上の第１パターン９０－１は、中心Ｏに対して点対称である円弧部８５と中心Ｏに対して点対称である折曲げ部８６を含んでよく、また、１つ又は２つ以上の第２パターン９０－２は、中心Ｏに対して点対称である円弧部８５と中心Ｏに対して点対称である折曲げ部８６を含んでよい。

【0064】

また、第１発熱体レイヤ５１１の第１連結部９２－１と第２発熱体レイヤ５１２の第２連結部９２－２が中心Ｏに対して放射状に互いに異なる角度の位置に配置されるが、特に、第１発熱体レイヤ５１１の２個の連結部９２－１が直径外側方向に互いに１８０°方向に配置され、第２発熱体レイヤ５１２の２個の連結部９２－２が直径外側方向に互いに１８０°方向に配置され、第１発熱体レイヤ５１１の２個の連結部９２－１の延長線と第２発熱体レイヤ５１２の２個の連結部９２－２の延長線とが互いに垂直であることが好ましい。

【0065】

図７は、本発明のセラミックサセプター１００における発熱体１１４のパターンの例示的な発熱体レイヤ（ｈｅａｔｅｒ ｌａｙｅｒ）が３層構造である発熱体１１４のパターンを説明するための図である。

【0066】

図７を参照すると、本発明のセラミックサセプター１００の発熱体１１４は、図５Ａ又は図６Ａ～図６Ｄのような実施例における、第１発熱体レイヤ５１１と第２発熱体レイヤ５１２の上記のような構造を同一又は類似に含みながら、第２発熱体レイヤ５１２からセラミック材質を挟んで離隔した第３発熱体レイヤ５１３をさらに含んでよい。

【0067】

上にも述べたように、第１発熱体レイヤ５１１、第２発熱体レイヤ５１２及び第３発熱体レイヤ５１３の各発熱体レイヤが、上述したような１つのパターン又は２つ以上の多重分割された配置領域に発熱体１１４のパターンを有する如何なる組合せのパターン構造（各層ごとに分割された配置領域が同一であって異なってもよい。）も可能である。

【0068】

第１発熱体レイヤ５１１と第２発熱体レイヤ５１２の構成は、図５Ａの説明で述べた通りであり、第３発熱体レイヤ５１３は、第３端子対８１ａ－３，８１ｂ－３の間で連結された第３抵抗部９１－３と第３連結部９２－３を含む第３パターン９０－３を含んでよい。

【0069】

第３連結部９２－３は、第３端子対８１ａ－３，８１ｂ－３の第１端子８１ａ－３に連結された当該抵抗部９１－３の端部と、第３端子対８１ａ－３，８１ｂ－３の第２端子８１ｂ－３とを連結する上記のようなウェーブ形状の連結線を含む。

【0070】

第３抵抗部９１－３は、円周方向に続く円弧部８５－３と、円弧部８５－３同士を繋ぐ折曲げ部８６－３を含む。

【0071】

図５Ａの２層積層構造と類似に、第１発熱体レイヤ５１１、第２発熱体レイヤ５１２、及び第３発熱体レイヤ５１３の抵抗部９１－１，９１－２，９１－３の円弧部８５－１，８５－２，８５－３は、層間に重なる配置領域に配置されてよく、このとき、中心Ｏに対して互いに異なる半径の位置に配置されてよい。すなわち、第１パターン９０－１、第２パターン９０－２、及び第３パターン９０－３を絶縁プレート１１０の平面に投影したとき、すなわち、第１抵抗部９１－１の円弧部８５－１、第２抵抗部９１－２の円弧部８５－２、及び第３抵抗部９１－３の円弧部８５－３を絶縁プレート１１０の平面に投影したとき、第３抵抗部９１－３の円弧部８５－３は、第２抵抗部９１－２の円弧部８５－２と第１抵抗部９１－１の円弧部８５－１との間に配置されてよい（３層の円弧部が互いに重ならないように配置される）。これは、第１発熱体レイヤ５１１、第２発熱体レイヤ５１２、及び第３発熱体レイヤ５１３のいずれか２個の層に存在する円弧部も互いに重ならないようにするものである。これにより、パターンの各間の発熱温度を補完して温度均一性を高めることができる。

【0072】

また、第１発熱体レイヤ５１１、第２発熱体レイヤ５１２、及び第３発熱体レイヤ５１３の連結部９２－１，９２－２，９２－３が中心Ｏに対して放射状に互いに異なる角度の位置に配置される。これも同様に、第１発熱体レイヤ５１１、第２発熱体レイヤ５１２、及び第３発熱体レイヤ５１３のうち隣接する層間に対して成立できるものである。

【0073】

上述したように、本発明のセラミックサセプター１００は、多層構造の発熱体１１４のパターンを円弧部分が重ならないように配置することによって、各領域に均一に発熱体１１４が分布して発熱するので温度均一度が向上し、また、多層構造の発熱体１１４のパターンにおいて層間直線区間である複数個の連結部９２が互いに重なったり並んで配置されず、又は１層構造の発熱体１１４のパターンにおいても直線区間連結部９２の２個以上を、中心に対して互いに異なる角度に配置させることにより、サセプターの上面の全領域において温度均一度を向上させることができる。また、このような構造によれば、連結部９２の酸化などによるクラックなどの欠陥の発生を低減でき、かつ、多層構造の発熱体１１４のパターンは、各層における配置領域別に温度を自由に調節でき、温度均一度のための温度制御の自由度を向上させることができる。

【0074】

以上、本発明を具体的な構成要素などのような特定事項、限定された実施例及び図面によって説明してきたが、これは本発明のより全般的な理解を助けるために提供されているだけで、本発明はこれらの実施例に限定されず、本発明の属する分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲で様々な修正及び変形が可能であろう。したがって、本発明の思想は、説明された実施例に限定して定められてはならず、添付する特許請求の範囲の他、この特許請求の範囲と均等又は等価の変形があるいかなる技術思想も、本発明の権利範囲に含まれるものと解釈されるべきであろう。

【符号の説明】

【0075】

１１０ 絶縁プレート
１１４ 発熱体
９０ パターン
８１ａ，８１ｂ 端子対
８５ 円弧部
８６ 折曲げ部
９１ 抵抗部
９２ 連結部
５１１ 第１発熱体レイヤ
５１２ 第２発熱体レイヤ
５１３ 第３発熱体レイヤ

【要約】

【課題】セラミックサセプターを提供する。
【解決手段】本発明のセラミックサセプターは、多層構造の発熱体パターンを、円弧部分が重ならないように配置するか、発熱体直線区間が互いに異なる層において中心に対して互いに異なる角度に配置されるようにし、又は１層構造の発熱体パターンにおいても発熱体直線区間を中心に対して互いに異なる角度に配置させることにより、サセプターの上面の全領域において温度均一度を向上させることができる。
【選択図】図５Ａ

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図5D】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図6D】

【図7】