JP2002015840A

JP2002015840A - 半導体加熱用セラミックヒーターおよびその製造方法

Info

Publication number: JP2002015840A
Application number: JP2000193942A
Authority: JP
Inventors: Shigeko Muramatsu; 滋子村松; Shinichiro Aonuma; 伸一朗青沼; Mitsuhiro Fujita; 光広藤田; Masahiko Ichijima; 雅彦市島
Original assignee: Toshiba Ceramics Co Ltd
Current assignee: Coorstek KK
Priority date: 2000-06-28
Filing date: 2000-06-28
Publication date: 2002-01-18

Abstract

(57)【要約】【課題】面内温度勾配の発生が防止された省エネ・省ス
ペースが可能で、耐久性のすぐれた半導体加熱用セラミ
ックヒーター、およびその製造方法の提供。【解決手段】半導体加熱用セラミックヒーターの発明
は、一主面側が放熱・加熱面をなす窒化アルミニウム系
焼結体１層と、前記窒化アルミニウム系焼結体層１に螺
旋状に埋め込み配置され、かつリード端子３ａ、３ｂ対
が他主面側に導出された抵抗発熱体２とを有する半導体
加熱用セラミックヒーターであって、前記抵抗発熱体２
の螺旋状埋め込み配置が、一主面側に広大化する略円錐
形もしくは多角錐形になされていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体加熱用セラ
ミックヒーターおよびその製造方法に係り、さらに詳し
くは半導体ウェハを効率的に加熱できる半導体熱処理用
セラミックヒーター、およびその製造方法に関する。

【０００２】半導体の製造に当たっては、たとえば半導
体ウェハに対するＰＶＤ、プラズマＣＶＤ、プラズマエ
ッチング、光エッチングなどの加工処理が施される。こ
れらの加工処理は、一般的に、被加工体を面状ヒーター
上に配置し、被加工体に加熱を施しながら行われる。そ
して、高性能ないし高信頼性を有する半導体を歩留まり
よく、しかも量産的に得るために、加熱処理が一つの重
要なファクターとなる。

【０００３】ここで、面状ヒーターは、たとえば緻密で
ガスタイトなセラミックス焼結体の内部に、タングステ
ン線やモリブデン線などの抵抗発熱線（もしくはコイ
ル）を、たとえば螺旋状やジグザグ状に埋設したもので
ある。そして、抵抗発熱体のリード端子ないし電極部を
セラミックス成形体外に導出させた構造を採っている。
なお、セラミックスは、たとえばアルミナ系やシリカ
系、窒化アルミニウム系、窒化ケイ素系、あるいはサイ
アロンなどが挙げられるが、特に、窒化アルミニウム系
が熱伝導性や耐食性などの点で注目されている。

【０００４】また、この種のセラミックヒーターは、一
般的に、次のような手段で製造されている。第１の手段
は、セラミックベース用基材（グリーンシート）積層体
の一主面に、抵抗発熱体回路を配置し、その抵抗発熱体
回路面にヒーターカバーシートを積層する一方、リード
端子を組み込んだ後に、所定の条件での脱脂、所要温度
でのホットプレス処理などを施して焼結・一体化させて
製作する方法である。なお、抵抗発熱回路の形成は、通
常、抵抗発熱体用のペーストのスクリーン印刷などで行
われている。

【０００５】第２の手段は、予め、板状のセラミック焼
結体を２枚作製し、このセラミック焼結体面間に、抵抗
発熱体回路を配置する一方、接合剤層を介挿して接合一
体化させて製作する方法である。なお、ここでの抵抗発
熱体回路は、抵抗発熱体用ペーストのスクリーン印刷、
配線パターン加工した金属プレートや金属メッシュ線な
どで形成されている。

【０００６】ところで、半導体の製造工程における加熱
処理では、加工稼働率や低コスト化などの点から、熱源
として使用される面状ヒーターの耐久性、および均一的
な加熱による良好な歩留まりを確保するために、面内温
度分布の一様性などが要求されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記、面状ヒーターの
面内温度分布の一様性は、抵抗発熱体の幅を小さくし、
かつ抵抗発熱体の間隔を狭くすることで可能となる。す
なわち、抵抗発熱体を全体的に可能な限り細かく分布さ
せることにより、面内温度分布が一様な面状ヒーターと
なるので、前記要望に対応できることになる。

【０００８】しかしながら、上記抵抗発熱体の幅および
間隔（ピッチ）を一定に設定した面状ヒーターの場合
は、実用上、次のような不具合が認められる。すなわ
ち、一定の幅および間隔で抵抗発熱体を配置・埋設した
構成の面状ヒーターでは、中央領域に比べて、放熱によ
って外周縁領域の温度が低くなり易く、面内に温度勾配
が生じる。そして、この面内温度勾配の発生は、面状ヒ
ーターの応力発生を招来し、結果的に、面状ヒーターが
損傷を起こすなど、耐久性が損なわれる恐れがある。

【０００９】また、半導体の製造効率ないし生産性を上
げるため、被加工体（ウェハ）の大口径化や熱処理温度
の高温化が進められている。そして、この被加工体の大
口径化など対応した面状ヒーターの大口径化や熱処理温
度の高温化においては面状ヒーターの面内温度勾配など
が、さらに発生し易くなるという問題がある。

【００１０】この改善策として、面状ヒーターの外周縁
領域に埋め込み・配置する抵抗発熱体の幅や間隔を小さ
くし、外周縁領域の発熱を高める方式・手段、あるいは
外周縁領域に埋め込み・配置する抵抗発熱体と中央領域
に埋め込み・配置する抵抗発熱体とを分ける２回路方式
が考えられる。

【００１１】しかし、外周縁領域における抵抗発熱体の
埋め込み・配置を密にすると、抵抗発熱体間でのショー
トが発生し易く、また、抵抗発熱体の幅を小さくして抵
抗値を変えた場合は、異常発熱や断線を生じる恐れがあ
る。一方、２回路方式は、リード端子の設置が複雑する
だけでなく、リード端子に対応する外部電源も複数個と
なって、全体的なコンパクト化が阻害されるなど、省エ
ネや省スペースに逆行する。

【００１２】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、面内温度勾配の発生が回避ないし防止された省エネ
・省スペースが可能で、かつ耐久性のすぐれた半導体加
熱用セラミックヒーター、およびその製造方法の提供を
目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、一主
面側が放熱・加熱面をなす窒化アルミニウム系焼結体層
と、前記窒化アルミニウム系焼結体層に螺旋状に埋め込
み配置され、かつリード端子対が他主面側に導出された
抵抗発熱素子とを有する半導体加熱用セラミックヒータ
ーであって、前記抵抗発熱素子の螺旋状埋め込み配置
が、一主面側に広大化する略円錐形もしくは多角錐形に
なされていることを特徴とする半導体加熱用セラミック
ヒーターである。

【００１４】請求項２の発明は、略円錐状もしくは多角
錐状の第１の窒化アルミニウム系焼結体、および第１の
窒化アルミニウム系焼結体の円錐面もしくは多角錐面に
係合する凹部を有する第２の窒化アルミニウム系焼結体
をそれぞれ作成する工程と、前記第１および第２の窒化
アルミニウム系焼結体が互いに係合する少なくとも一方
の面に抵抗発熱線を螺旋状に捲装・配置する工程と、前
記第１および第２の窒化アルミニウム系焼結体が互いに
係合する少なくとも一方の面に接合剤層を設ける工程
と、前記係合面に螺旋状に介挿させた抵抗発熱線のリー
ド端子を円錐頂もしくは多角錐頂の係合部側から導出し
て接合剤層を設けた第１および第２の窒化アルミニウム
系焼結体を係合・組み立てる工程と、前記第１および第
２の窒化アルミニウム系焼結体の係合面間に介挿させた
接合剤層で接合・一体化する工程とを有することを特徴
とする半導体加熱用セラミックヒーターの製造方法であ
る。

【００１５】請求項３の発明は、第１の窒化アルミニウ
ム系シートの一主面中央部に、端部を他主面へ導出させ
て略同心環状に抵抗発熱体を位置決め配置する工程と、
第２の窒化アルミニウム系シートの一主面に、この窒化
アルミニウム系シートを貫挿して第１の抵抗発熱体の他
端部に接続可能に、かつ第１の抵抗発熱体の略同心環状
よりも径大の略同心環状に第２の抵抗発熱体を位置決め
配置する工程と、第３の窒化アルミニウム系シートの一
主面に、この窒化アルミニウム系シートを貫挿して第２
の抵抗発熱体の他端部に接続可能に、かつ第２の抵抗発
熱体の略同心環状よりも径大の略同心環状に第３の抵抗
発熱体を位置決め配置する工程と、前記第１ないし第３
の窒化アルミニウム系シートを順次位置決め積層し、か
つ最上面に第４の窒化アルミニウム系シートを配置して
一体化する工程とを少なくとも具備していることを特徴
とする半導体加熱用セラミックヒーターの製造方法であ
る。

【００１６】すなわち、請求項１〜３の発明は、螺旋状
の抵抗発熱体（抵抗発熱素子）を埋め込み・内蔵するセ
ラミックス基材が、比較的熱伝導率の大きく、かつ耐食
性のすぐれたセラミックス焼結体層で構成されているこ
と、また、抵抗発熱体が、被加熱体に対する加熱・放熱
面側に広大化する略円錐形もしくは多角錐形の三次元的
に構成されていることを骨子とする。さらに、言及する
と、放熱によって温度低下を生じ易い外周縁領域におけ
る抵抗発熱体の埋め込み・配置を加熱・放熱面に近接さ
せ（浅い埋め込み）、蓄熱し易い中央領域における抵抗
発熱素子の埋め込み・配置を加熱・放熱面から離隔（深
い埋め込み）させることにより、面内温度分布を均一化
ないし一様化したものである。

【００１７】請求項１〜３の発明において、抵抗発熱体
を埋め込み・内蔵する窒化アルミニウム系焼結体層は、
たとえば平均粒径０．０１〜５μｍ程度の窒化アルミニ
ウム粉末に、焼結助剤およびバインダーを添加・混合し
て得たスラリーから造粒し、これを所要の形状寸法の成
形体に成形し、有機成分を熱脱脂処理後、１８００℃以
上の高温不活性雰囲気中で焼結することにより作製され
る。ここで、焼結助剤としては、酸化イットリウムなど
が例示され、また、バインダーとしては、ポリビニルブ
チラールなどが例示される。

【００１８】なお、高温焼結に先立って、成形体の一主
面に、抵抗発熱体の配置・埋め込み用の溝などを予め設
けておくことが望ましい。また、この窒化アルミニウム
系焼結体層は、いわゆるグリーンシートの複数枚を積層
して、一体的に高圧・高温焼結することによっても形成
でき、特に、請求項３の発明においては、グリーンシー
ト方式が有効である。

【００１９】請求項１〜３の発明において、窒化アルミ
ニウム系焼結体層に埋め込み・内蔵される抵抗発熱体
は、たとえばタングステン、モリブデン、白金、銀など
があるが、窒化アルミニウムと熱膨張係数の近いタング
ステンが最も好ましい。そして、これらの金属線を順次
段差を付け、かつ径大化しながら略円錐形もしくは多角
錐形（螺旋状ないしスパイラル状）に捲回した三次元構
造のものである。そして、この抵抗発熱体の形状・寸
法、たとえばタングステン線などの径や線間隔は、セラ
ミックヒーターの形状・大きさ、加熱源としての熱容量
などに応じて設定される。なお、抵抗発熱体は、タング
ステン、モリブデン、白金、銀などの金属箔でもよい
し、ペーストの塗布・印刷タイプでもよい。

【００２０】請求項２の発明において、第１の窒化アル
ミニウム系焼結体部材は、たとえば径８インチウエハー
の加熱用ヒーターとすれるならば、径／高さ＝２３０／
１〜２３０／１５程度の円錐形もしくは多角錐形であ
る。一方、第２の窒化アルミニウム系焼結体部材は、前
記第１の窒化アルミニウム系焼結体部材の円錐面もしく
は多角錐面に係合する凹部を有する径／高さ＝２３０／
１〜２３０／１５程度のものである。ここで、第１の窒
化アルミニウム系焼結体部材および第２の窒化アルミニ
ウム系焼結体部材は、上記のように成形・焼結法や、グ
リーンシートの積層・焼結法などによって製作できる。

【００２１】請求項２の発明において、第１の窒化アル
ミニウム系焼結体部材と第２の窒化アルミニウム系焼結
体部材とが互いに係合する面に対する抵抗発熱体の螺旋
状捲装・配置は、少なくとも一方の面に行われる。そし
て、この螺旋状捲装・配置に当たっては、予め、第１、
第２の窒化アルミニウム系焼結体部材の被捲装領域面に
適宜、係合用の溝などを設けておき、この溝に係合させ
てズレ・移動を防止する方式を採ることが望ましい。

【００２２】なお、抵抗発熱体の螺旋状捲装・配置は、
一般的に、一方の係合面、たとえば円錐面もしくは多角
錐面であるが、互いに離隔・並列させた抵抗発熱体を螺
旋状に捲装・配置するなど、三次元構造が複雑化する場
合は、係合する両面に分けて捲装・配置してもよい。

【００２３】請求項２の発明において、第１および第２
の窒化アルミニウム系焼結体部材が互いに係合する少な
くとも一方の面に設ける接合剤層は、たとえば窒化アル
ミニウム−酸化イットリウム−酸化リチウム系ペースト
の印刷や塗布などで設けられる。また、第１および第２
の窒化アルミニウム系焼結体部材を係合・組み立てるに
当たっては、係合面に螺旋状に介挿させた抵抗発熱体の
リード端子を円錐頂もしくは多角錐頂の係合部側から導
出する。つまり、取り扱い・操作し易いように、係合面
に介挿させた抵抗発熱体のリード端子は、加熱・放熱面
に対して反対面側に一括的に導出して構成を簡略化する
一方、省スペース化なども図り易くする。

【００２４】請求項２の発明において、接合剤層による
接合・一体化手段は、特に、限定されないが、窒化アル
ミニウム−酸化イットリウム−酸化リチウム系の接合剤
を使用した場合は、６ｇ／ｃｍ^２以上の荷重を加え、不
活性雰囲気中もしくは減圧雰囲気下で、１５５０〜１７
５０℃程度の温度で加熱することにより行われる。

【００２５】請求項３の発明において、一主面に互いに
径が異なる略同心環状の抵抗発熱体を有する窒化アルミ
ニウム系シートは、たとえば厚さ０．５〜４ｍｍ程度の
焼結板、もしくは燒結後にその厚さになるように調整し
たグリーンシートである。ここでは、複数枚の窒化アル
ミニウム系シートを積層・一体化する一方、抵抗体発熱
体を円錐形もしくは多角錐形の螺旋状に形成・埋設する
ため、積層する順に螺旋状の径を大きく設定するとも
に、前段の螺旋状後端部へ次段の螺旋状先端部がいわゆ
るビア接続方式で接続される。

【００２６】請求項１の発明では、抵抗発熱体が円錐形
もしくは多角錐形の螺旋状に形成され、かつこの三次元
的構造の抵抗発熱体が熱伝導率の高い窒化アルミニウム
系焼結体層に、外周縁部では加熱・放熱面に近接し、中
央部では加熱・放熱面から離れた状態に埋め込み・配置
された構成を採っている。つまり、放熱で加熱温度が低
下し易い外周縁部では、抵抗発熱体が浅く埋め込まれ放
熱に対して速やかな加熱で対応する一方、蓄熱し易い中
央部領域では、抵抗発熱体の埋め込み位置が深いため
に、熱伝導も外周縁部側まで広がって、結果的に、外周
縁部の加熱を助長して、面内温度勾配の発生を回避ない
し解消する。

【００２７】請求項２および３の発明では、面内での発
熱・放熱が一様で、被加工体の全体を温度ムラのない状
態で加熱できるセラミックヒーターを容易に、かつ歩留
まりよく提供できる。

【００２８】

【発明の実施態様】以下、図１（ａ）、（ｂ）、図２、
および図３を参照して実施例を説明する。

【００２９】図１は、第１の実施例に係る半導体加熱用
セラミックヒーターの要部構成の概略を示すもので、
（ａ）は断面図、（ｂ）は円錐形に捲装・配置した抵抗
発熱体の展開平面図である。図１（ａ）、（ｂ）におい
て、１は一主面側が放熱・加熱面を構成する窒化アルミ
ニウム系焼結体層、２は前記窒化アルミニウム系焼結体
層１に螺旋状に埋め込み配置され、かつリード端子３
ａ、３ｂ対が他主面側に導出された円錐形の抵抗発熱体
である。

【００３０】ここで、窒化アルミニウム系焼結体層１
は、径２３０ｍｍ程度、高さ８ｍｍ程度（円錐部の高さ
６ｍｍ程度）の略円錐状の第１の窒化アルミニウム系焼
結体部材１ａ、および第１の窒化アルミニウム系焼結体
部材１ａの円錐面に係合する凹部を有する径２３０ｍｍ
程度、高さ１２ｍｍ程度（凹部の深さ６ｍｍ程度）の第
２の窒化アルミニウム系焼結体部材１ｂで構成されてい
る。

【００３１】すなわち、前記第１の窒化アルミニウム系
焼結体部材１ａの円錐状面に沿わせて、たとえば径０．
５ｍｍ程度のタングステン線を螺旋状に捲装・配置（図
１（ｂ）参照）し、このタングステン線を螺旋状に捲装
・配置面に、第２の窒化アルミニウム系焼結体部材１ｂ
の凹部が係合され、かつ図示を省略した接合剤によって
一体化された構造を採っている。抵抗発熱体２が、タン
グステン線の場合は、窒化アルミニウム系焼結体の熱膨
張係数が近似しているので、特に、好ましい。

【００３２】次ぎに、上記構成のセラミックヒーターの
製造例を説明する。たとえば平均粒径０．０１〜５μｍ
程度の窒化アルミニウム粉末に、焼結助剤およびバイン
ダーを添加・混合して得たスラリーから造粒し、これを
所要の形状寸法の成形体に成形し、有機成分を脱脂熱処
理で除去し、１８００℃以上の高温不活性雰囲気中で焼
結する。この工程において、上記寸法・形状の第１の窒
化アルミニウム系焼結体部材１ａおよび第２の窒化アル
ミニウム系焼結体部材１ｂをそれぞれ作製する。なお、
焼結助剤としては、酸化イットリウムなどが例示され、
また、バインダーとしては、ポリビニルブチラールなど
が例示される。

【００３３】次いで、前記第１の窒化アルミニウム系焼
結体部材１ａの円錐面に、タングステン線などの抵抗発
熱線２を螺旋状に捲装・配置する。換言すると第１の窒
化アルミニウム系焼結体部材１ａの円錐面に沿わせて、
たとえば長さ７ｍ程度のタングステン線２を所定のピッ
チで螺旋状に捲装し、タングステン線２を三次元的に配
置・装着する。なお、抵抗発熱線２の捲装・配置に先だ
って、窒化アルミニウム系焼結体部材１ａ、１ｂについ
て、マシニングやサンドブラストなどによる加工が施さ
れる。

【００３４】その後、第１の窒化アルミニウム系焼結体
部材１ａの抵抗発熱線２を捲装・配置した円錐面、第２
の窒化アルミニウム系焼結体部材１ｂ凹面部のうち、少
なくとも一方の面に接合剤層を設ける。ここで、接合剤
層の形成は、ペースト状化してスクリーン印刷するか、
あるいははアルコールなどの有機溶媒分散液を噴霧・塗
布するなどして行われる。

【００３５】次ぎに、上記螺旋状に介挿させた抵抗発熱
線２のリード端子３ａ、３ｂを円錐頂の係合部側から導
出し、第１および第２の窒化アルミニウム系焼結体部材
１ａ、１ｂを位置決め・係合・組み立てる。そして、前
記第１および第２の窒化アルミニウム系焼結体部材１
ａ、１ｂの係合面間に介挿させた接合剤層を硬化させて
一体化する。ここで、窒化アルミニウム−酸化イットリ
ウム−酸化リチウム系の接合剤を使用した場合は、６ｇ
／ｃｍ^２以上の荷重を加え、不活性雰囲気中もしくは減
圧雰囲気下で、１５５０〜１７５０℃程度の温度で加熱
することにより、一体化が行われる。

【００３６】上記構成のセラミックヒーターに、所要の
電力を加えて８００℃設定で、加熱試験を行ったとこ
ろ、加熱面表面の温度は、８００℃±２℃ですぐれた面
内温度の均一性を呈した。つまり、径２３０ｍｍの円形
面において、全体的にほぼ一様な加熱温度を示し、応力
が発生する恐れ、換言するとセラミックヒーター自体の
破損・損壊の恐れも全面的に解消ないし回避され、すぐ
れた耐久性を有することも確認された。

【００３７】上記構成例では、第１の窒化アルミニウム
系焼結体部材１ａの円錐面に、タングステン線などの抵
抗発熱線２を平行型の螺旋状に捲装・配置したが、図２
に展開平面図示すように、第１の窒化アルミニウム系焼
結体部材１ａの円錐面に、分割型の螺旋状に捲装・配置
し、見かけ上は円錐形の抵抗発熱体２を埋め込む構成を
採ることもできる。また、第１の窒化アルミニウム系焼
結体部材１ａの円錐面を多角錐面に、第２の窒化アルミ
ニウム系焼結体部材１ｂの被係合面（凹面）多角錐面に
対応する凹面にしてもよい。

【００３８】図３は第２の実施例２係るセラミックヒー
ターの要部構成の概略を示す断面図である。図３におい
て、１は窒化アルミニウム系焼結体、２は前記窒化アル
ミニウム系焼結体１に埋め込み・配置された三次元の螺
旋状に捲装された抵抗発熱体である。この構成例の場合
は、三次元的な螺旋状抵抗発熱体２の埋め込み配置が、
複数の窒化アルミニウム系焼結体層１ｃ〜１ｋの積層・
一体化で形成され、かつ窒化アルミニウム系焼結体層１
ｃ〜１ｊの一主面に抵抗発熱体２が形成された構成を採
っている。

【００３９】つまり、図３に示されたセラミックヒータ
ーは、次のような手順で構成される。先ず、第１の窒化
アルミニウム系シート１ｃの一主面中央部に、両端部を
他主面へ導出させて略同心環状に抵抗発熱体２ａを位置
決め配置する。また、第２の窒化アルミニウム系シート
１ｄの一主面に、この窒化アルミ系シート１ｄを貫挿し
て第１の抵抗発熱体２ａの他端部に接続可能に、かつ第
１の抵抗発熱体２ａの略同心環状よりも径大の略同心環
状に第２の抵抗発熱体２ｂを位置決め配置する。

【００４０】さらに、第３〜第８の窒化アルミニウム系
シート１ｅ〜１ｊの一主面に、これら窒化アルミニウム
系シート１ｅ〜１ｊをそれぞれ貫挿し、前段の抵抗発熱
体２ｂ〜２ｇの他端部にそれぞれ接続可能に、かつ前段
の抵抗発熱体２ｂ〜２ｇの略同心環状よりも径大の略同
心環状に抵抗発熱体２ｃ〜２ｈを位置決め配置する工程
を繰り返し行う。こうして作製した抵抗発熱体２ａ〜２
ｈ付けの第１ないし第８の窒化アルミニウム系シート１
ｃ〜１ｊを順次、位置決め積層し、かつ最上面に第９の
窒化アルミニウム系シート１ｋを積層配置して一体化す
ることにより作製されたものである。

【００４１】ここで、窒化アルミニウム系シート１ｃ
〜１ｊは、たとえば厚さ０．５〜４ｍｍ程度の焼結板、
もしくは燒結後その厚さとなるように調整されたグリー
ンシート類であり、一体化に当たっては、接合剤層を介
挿させて行われる。また、抵抗発熱体は、金属線ないし
箔、ペーストの印刷・焼き付けなどの手段で形成され
る。

【００４２】本発明は、上記実施例に限定されるもので
なく、発明の趣旨を逸脱しない範囲でいろいろの変形を
採ることができる。たとえば、セラミックヒーターの
径、厚さ、形状・寸法、あるいは抵抗発熱体の材質、素
材の形状・寸法、抵抗発熱体の入力電力など用途に応じ
て選択・設定できる。

【００４３】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、放熱によって
加熱温度が低下し易い面状発熱面の外周縁部では、抵抗
発熱体が浅く埋め込まれ、放熱に対して速やかな加熱で
対応する。一方、蓄熱し易い中央部領域では、抵抗発熱
体の埋め込み位置が深いために、熱伝導も外周縁部側ま
で広がって、結果的に、外周縁部の加熱を助長して、面
内温度勾配の発生を回避ないし解消する。

【００４４】つまり、全体的にほぼ一様な加熱温度を呈
するので、応力の発生する恐れもなくなり、応力発生に
起因するセラミックヒーター自体の破損・損壊の恐れも
全面的に解消した耐久性のすぐれた半導体熱処理用セラ
ミックヒーターが提供され、低コストで、高品質な半導
体の製造に寄与する。

【００４５】請求項２および３の発明によれば、面内で
の発熱・放熱が一様で、半導体ウェハ全体を温度ムラの
ない状態で、かつ再現性良好に加熱でき、また、低コス
ト化を図れるセラミックヒーターを容易に、かつ歩留ま
りよく提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例に係る半導体熱処理用セラミック
ヒーターの要部構成を示すもので、（ａ）は断面図、
（ｂ）は抵抗発熱体の螺旋状に捲装・配置された状態を
示す展開平面図。

【図２】抵抗発熱体の螺旋状に捲装・配置された他の状
態を示す展開平面図。

【図３】第２の実施例に係る半導体熱処理用セラミック
ヒーターの要部構成を示す断面図。

【符号の説明】

１……窒化アルミニウム系焼結体層１ａ、１ｂ……窒化アルミニウム系焼結体部材１ｃ〜１ｋ……窒化アルミニウム系シート２……抵抗発熱体３ａ、３ｂ……リード端子

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０５Ｂ 3/20 ３２８Ｈ０５Ｂ 3/20 ３２８３５６３５６ (72)発明者藤田光広神奈川県秦野市曾屋30 東芝セラミックス株式会社開発研究所内 (72)発明者市島雅彦神奈川県秦野市曾屋30 東芝セラミックス株式会社開発研究所内Ｆターム(参考） 3K034 AA02 AA10 AA12 AA20 AA21 AA34 AA37 BB06 BB14 BC03 BC07 BC12 BC16 BC17 BC23 BC29 CA02 CA15 CA26 HA01 HA10 JA01 JA07 3K092 PP20 QA05 QB02 QB20 QB26 QB31 QB43 QB47 QB76 QC16 QC38 QC42 QC43 QC55 QC58 QC59 RF03 RF11 RF17 RF22 RF26 RF27 VV22 VV31 VV34

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一主面側が放熱・加熱面をなす窒化アル
ミニウム系焼結体層と、前記窒化アルミニウム系焼結体
層に螺旋状に埋め込み配置され、かつリード端子対が他
主面側に導出された抵抗発熱素子とを有する半導体加熱
用セラミックヒーターであって、前記抵抗発熱素子の螺
旋状埋め込み配置が、一主面側に広大化する略円錐形も
しくは多角錐形になされていることを特徴とする半導体
加熱用セラミックヒーター。
【請求項２】略円錐状もしくは多角錐状の第１の窒化
アルミニウム系焼結体、および第１の窒化アルミニウム
系焼結体の円錐面もしくは多角錐面に係合する凹部を有
する第２の窒化アルミニウム系焼結体をそれぞれ作成す
る工程と、前記第１および第２の窒化アルミニウム系焼
結体が互いに係合する少なくとも一方の面に抵抗発熱線
を螺旋状に捲装・配置する工程と、前記第１および第２
の窒化アルミニウム系焼結体が互いに係合する少なくと
も一方の面に接合剤層を設ける工程と、前記係合面に螺
旋状に介挿させた抵抗発熱線のリード端子を円錐頂もし
くは多角錐頂の係合部側から導出して接合剤層を設けた
第１および第２の窒化アルミニウム系焼結体を係合・組
み立てる工程と、前記第１および第２の窒化アルミニウ
ム系焼結体の係合面間に介挿させた接合剤層で接合・一
体化する工程と、を有することを特徴とする半導体加熱
用セラミックヒーターの製造方法。
【請求項３】第１の窒化アルミニウム系シートの一主
面中央部に、端部を他主面側へ導出させて略同心環状に
抵抗発熱体を位置決め配置する工程と、第２の窒化アル
ミニウム系シートの一主面に、この窒化アルミニウム系
シートを貫挿して前記第１の抵抗発熱体の他端部に接続
し、かつ第１の抵抗発熱体の略同心環状よりも径大の略
同心環状に第２の抵抗発熱体を位置決め配置する工程
と、第３の窒化アルミニウム系シートの一主面に、この
窒化アルミニウム系シートを貫挿して前記第２の抵抗発
熱体の他端部に接続し、かつ第２の抵抗発熱体の略同心
環状よりも径大の略同心環状に第３の抵抗発熱体を位置
決め配置する工程と、前記第１ないし第３の窒化アルミ
系シートを順次位置決め積層し、かつ最上面に第４の窒
化アルミニウム系シートを配置して接合・一体化する工
程と、を少なくとも具備していることを特徴とする半導
体加熱用セラミックヒーターの製造方法。