JP2018157186A - セラミックスヒータ及び静電チャック並びにセラミックスヒータの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】耐久性が高く、しかも、セラミックスヒータの温度分布の悪化を抑制できるセラミックスヒータ及び静電チャック並びにセラミックスヒータの製造方法を提供すること。【解決手段】セラミックス基板１７には、第２主面Ｂから発熱体２５に到る開口部２７が形成されている。よって、開口部２７に封止材２９を配置する前においては、セラミックスヒータ５の外部から、開口部２７を介して、発熱体２５（詳しくは調整部５９）の一部を除去すること等によって（即ちトリミングすることによって）、発熱体２５の抵抗値を調整することができる。つまり、開口部２７を介して、例えばレーザ光を発熱体２５に照射して、その調整部５９の一部を除去することにより、発熱体２５の抵抗値を精度良く調整することができる。【選択図】図４

Description

本発明は、例えば半導体ウェハ等の被加工物を加熱できるセラミックスヒータ、及びそのセラミックスヒータを備えた静電チャック、並びに、そのセラミックスヒータの製造方法に関するものである。

従来、半導体製造装置では、半導体ウェハ（例えばシリコンウェハ）に対して、ドライエッチング（例えばプラズマエッチング）等の処理が行われている。このドライエッチングの精度を高めるためには、半導体ウェハを確実に固定しておく必要があるので、半導体ウェハを固定する固定手段として、静電引力によって半導体ウェハを固定する静電チャックが用いられている。

この静電チャックでは、例えば、セラミックス基板内に吸着用電極を備えており、この吸着用電極に電圧を印加させた際に生じる静電引力を用いて、半導体ウェハをセラミックス基板の上面（吸着面）に吸着させる。なお、静電チャックでは、例えば、セラミックス基板の下面（接合面）に冷却基板である金属ベースが接合されている。

また、静電チャックには、吸着面に吸着された半導体ウェハの温度を調節（加熱または冷却）する機能を有するものがある（特許文献１参照）。例えば、セラミックス基板内に発熱体を配置し、この発熱体によってセラミックス基板を加熱することにより、吸着面上の半導体ウェハを加熱する技術がある。

上述した発熱体は、例えばタングステンなどからなり、通電により発熱する抵抗発熱体である。なお、この発熱体を備えたセラミックス基板をセラミックスヒータと称する。
また、近年では、静電チャックの発熱体の抵抗値のバラツキに対する要求が厳しくなっている。例えば抵抗値のバラツキの要求範囲としては、±１５％、±１０％、±５％、±３％のように、順次要求が厳しくなっている。

ところで、発熱体を作製する場合には、メタライズ印刷によって発熱パターンを形成し、その後焼成するので、焼成前の発熱パターンの厚みや幅から、焼成後の発熱体の抵抗値を推定している。しかしながら、焼成状態によって発熱体の抵抗値は変動するので、実際の抵抗値は、推定した抵抗値からずれることがあった。

この対策として、発熱パターンを基板表面にて露出させた状態で焼成し、その後、露出した状態の発熱体にレーザ光を照射して抵抗値を調整する方法（即ちトリミングによって抵抗値を調整する方法）が提案されている（特許文献２参照）。

特開２０１６−００１７５７号公報 国際公開第２００２／０４３４４１号

しかしながら、上述した従来技術では、必ずしも十分ではなく、一層の改善が求められていた。
詳しくは、基板表面に露出した発熱体をトリミングして、発熱体の抵抗値を調整する技術では、トリミング後に、基板表面に露出した発熱体を覆うように、他の被覆用のセラミックス基板を貼り付ける必要があるが、貼り付ける際に用いる接着剤次第では、セラミックスヒータの耐久性に問題が生ずることがある。

例えば、プラズマ雰囲気でセラミックスヒータを使用する場合には、プラズマによって接着剤が劣化して、セラミックスヒータの耐久性が低下するという問題があった。
また、セラミックス基板と接着剤との熱伝導性の違いにより、接着剤の塗布状態によっては、熱勾配が発生して、セラミックスヒータの温度分布が悪化する恐れがあった。

本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、耐久性が高く、しかも、セラミックスヒータの温度分布の悪化を抑制できるセラミックスヒータ及び静電チャック並びにセラミックスヒータの製造方法を提供することにある。

（１）本発明の第１局面は、セラミックス基板の内部に、通電により発熱する抵抗発熱体が配置されたセラミックスヒータに関するものである。
このセラミックスヒータのセラミックス基板は、一方の主面から抵抗発熱体に到る開口部を有するとともに、開口部の内部には、セラミックス基板の熱伝導率と同じまたはセラミックス基板の熱伝導率より熱伝導率が大きく、かつ、セラミックスおよび樹脂の少なくとも１種からなる封止材が配置されている。

このように、本第１局面では、セラミックス基板には、一方の主面から抵抗発熱体に到る開口部が形成されているので、封止材を配置する前においては、セラミックスヒータの外部から、開口部を介して、抵抗発熱体の一部を除去すること等によって（即ちトリミングすることによって）、抵抗発熱体の抵抗値を調整することができる。

つまり、開口部を介して、例えばレーザ光を抵抗発熱体に照射して、抵抗発熱体の一部を除去することにより、抵抗発熱体の抵抗値を精度良く調整することができる。
また、上述したトリミングを行った場合には、抵抗発熱体全体の抵抗値が上昇するとともに、トリミングした残りの部分、例えばトリミングによって抵抗発熱体の幅が狭くなった部分（以下トリミング残部と称する）の抵抗値が上昇する。そのため、通電の際には、トリミング残部の温度が他の部分の温度に比べて上昇し易くなる。

それに対して、本第１局面では、開口部には、セラミックス基板の熱伝導率と同じまたはセラミックス基板の熱伝導率より熱伝導率が大きく、かつ、セラミックスおよび樹脂の少なくとも１種からなる封止材が配置されているので、抵抗発熱体のトリミング残部の温度が上昇した場合でも、開口部に配置された熱伝導率が高い封止材によって、その部分の熱が速やかに他の箇所に伝導される（即ち熱引きされる）。

そのため、封止材が配置された開口部とその周囲の部分との温度差が小さくなる。つまり、トリミングを行った場合でも、セラミックスヒータの平面方向における温度分布が小さくなる（即ち均熱性が向上する）という効果がある。
また、本第１局面は、表面に発熱体が設けられたセラミックス基板と他のセラミックス基板とを、発熱体の全体を覆うように接着剤で接合するものではない。そのため、セラミックスヒータの使用中（例えばプラズマによる加工中）に、例えばプラズマによって接着剤が劣化することがないので、耐久性が高いという利点がある。

なお、本第１局面で用いる封止材の材料であるセラミックスや樹脂は、上述したセラミ
ックス基板の接合に用いられる従来の接着剤よりは、耐プラズマ性等の耐久性が高いものである。

（２）本発明の第２局面では、抵抗発熱体は、セラミックス基板を厚み方向から見た平面視で、所定の幅を有する線状部分を有していてもよく、開口部の幅は、線状部分の幅よりも大であってもよい。

本第２局面では、開口部の幅は、抵抗発熱体の線状部分の幅よりも大である場合には、開口部を介して、レーザ光等によって、抵抗発熱体の抵抗値の調整を容易に行うことができる。

特に、開口部内に、抵抗発熱体の線状部分の幅方向における全体を露出させることにより、どの部分をどの程度削除すればよいかなどの確認を容易に行うことができるので、トリミングの際の作業性が高いという利点がある。

（３）本発明の第３局面では、封止材は、抵抗発熱体に接触するとともに、開口部の開口端に達するように配置されていてもよい。
本第３局面では、封止材は抵抗発熱体に接触している場合には、接触していない場合に比べて、抵抗発熱体のトリミング残部の温度が高くなったときでも、その熱を速やかに周囲に伝導することができる。

しかも、本第３局面では、封止材は開口部の開口端に達するように配置されている場合に、開口部の開口端側に例えば金属製の冷却基板を配置したときには、トリミング残部等の熱を速やかに冷却基板側に伝導することができる。

これにより、トリミングを行った場合でも、セラミックスヒータの平面方向における温度分布が一層小さくなるという効果がある。
（４）本発明の第４局面は、第１〜第３局面のいずれかのセラミックスヒータと、セラミックス基板の開口部が形成された主面側に、開口部を覆うように接合された金属製の冷却基板と、を備えた静電チャックである。

このような静電チャックは、セラミックスヒータの抵抗発熱体にトリミングを行った場合でも、セラミックスヒータ（従って静電チャック）の平面方向における温度分布が小さいという効果がある。

（５）本発明の第５局面は、第１〜第３局面のいずれかのセラミックスヒータの製造方法に関するものである。
このセラミックスヒータの製造方法では、開口部を有するセラミックス基板に対し、開口部を介して、抵抗発熱体の一部を除去する加工を行って、抵抗発熱体の抵抗値を調整する。

本第５局面により、抵抗発熱体の抵抗値の調整を、容易に且つ精度良く行うことができる。
（６）本発明の第６局面は、第１〜第３局面のいずれかのセラミックスヒータの製造方法に関するものである。

このセラミックスヒータの製造方法では、抵抗発熱体は、開口部にて露出する部分に並列に接続された複数の並列発熱部を有しており、開口部を有するセラミックス基板に対し、開口部を介して、抵抗発熱体の複数の並列発熱部の一部を断線させることによって、抵抗発熱体の抵抗値を調整する。

本第６局面により、抵抗発熱体の抵抗値の調整を、容易に且つ精度良く行うことができる。
（７）本発明の第７局面では、抵抗値の調整後に、開口部内に、セラミックス基板の熱伝導率と同じまたはセラミックス基板の熱伝導率より熱伝導率が大きく、かつ、セラミックスおよび樹脂の少なくとも１種からなる封止材を配置してもよい。

本第７局面により、平面方向における温度分布が小さいセラミックスヒータを容易に製造することができる。
（８）本発明の第８局面では、まず、最初の工程（第１工程）にて、第１のセラミックスグリーンシートと、第１のセラミックスグリーンシートに積層する第２のセラミックスグリーンシートと、を作製する。

次の工程（第２工程）にて、第１のセラミックスグリーンシートの表面に、抵抗発熱体の材料からなる抵抗発熱体パターンを形成する。
次の工程（第３工程）にて、第２のセラミックスグリーンシートに、第１のセラミックスグリーンシート上の抵抗発熱体パターンの位置に合わせて、開口部となる貫通孔を形成する。

次の工程（第４工程）にて、第１のセラミックスグリーンシート上に、抵抗発熱体パターンの位置と貫通孔の位置とを合わせるようにして、第２のセラミックスグリーンシートを積層して、積層体を形成する。

次の工程（第５工程）にて、積層体を焼成して、開口部を有するセラミックス基板を形成する。
本第８局面では、上述した工程にて、セラミックス基板内に抵抗発熱体を備えるとともに、基板表面から抵抗発熱体に到る開口部を備えたセラミックス基板を、容易に製造することができる。

＜以下に、本発明の各構成について説明する＞
・セラミックス基板とは、セラミックスを主成分（５０質量％以上）とする基板（板状の部材）である。このセラミックスの材料としては、酸化アルミニウム（アルミナ）、窒化アルミニウム、酸化イットリウム（イットリア）等が挙げられる。

なお、静電チャックに用いられるセラミックス基板は、電気絶縁性を有するセラミック絶縁板である。
・主面とは、板材（基板）の厚み方向における端部をなす表面のことである。

・抵抗発熱体は、通電によって発熱する発熱体であり、この抵抗発熱体の材料としては、タングステン、タングステンカーバイド、モリブデン、モリブデンカーバイド、タンタル、白金等が挙げられる。

・抵抗発熱体としては、主面に沿った同一平面に、複数配置されている構成を採用できる。
・開口部としては、開口端から抵抗発熱体に光を照射できるように延びる開口部が挙げられる。つまり、開口部としては、主面と垂直な方向に延びる開口部が挙げられる。

・セラミックスおよび樹脂の少なくとも１種からなる封止材は、セラミックスからなる封止材、樹脂からなる封止材、セラミックスおよび樹脂からなる封止材を示している。
ここで、セラミックスとしては、前記セラミックス基板と同様な種類の材料やそれ以外の各種の材料が挙げられる。但し、封止材の熱伝導率は、セラミックス基板の熱伝導率と同じまたはセラミックス基板の熱伝導率より大であるので、その条件を満たす種類や成分を採用する。

このセラミックスとしては、酸化アルミニウム（アルミナ）、窒化アルミニウム、酸化イットリウム（イットリア）などを採用できる。また、樹脂としては、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）などを採用できる。

ここで、セラミックスおよび樹脂の少なくとも１種からなるの「からなる」とは、セラミックスを主成分（５０質量％以上）とする材料からなること、または、樹脂を主成分（５９質量％以上）とする材料からなること、或いは、セラミックスと樹脂とを主成分（５０質量％以上）とする材料からなることを意味している。

・抵抗発熱体の抵抗値を調整する方法としては、周知の抵抗発熱体のトリミングの方法を採用できる。
例えば、レーザ光等によって、抵抗発熱体の一部を除去してもよい。例えば、抵抗発熱体の一部を切り欠いて線幅等を細くしたり、表面に溝等を設けて、抵抗値を調整（具体的には、抵抗値を高く）してもよい。なお、機械的に、抵抗発熱体の一部を除去してもよい。

また、抵抗発熱体に並列に接続された複数の並列発熱部を設けておき、並列発熱部のいずれか（１又は複数）を切断することによって、抵抗値を調整してもよい。
・セラミックスグリーンシートとは、セラミックスを主成分とする材料をシート状に形成したもの（即ち焼成前のシート）である。

第１実施形態の静電チャックを示す斜視図である。 第１実施形態の静電チャックを厚み方向に破断しその一部を示す断面図である。 セラミックスヒータの加熱領域及び発熱体の配置を示す平面図である。 （ａ）は静電チャックにおける発熱体及びその調整部と開口部（但し封止材を除く）とを重ねて示す平面図、（ｂ）は静電チャックにおける図４（ａ）のＡ−Ａ断面を示す断面図である。 セラミックスヒータの製造工程を示すフローチャートである。 セラミックスヒータの製造方法を示す説明図である。 （ａ）は開口部に露出するトリミング前の調整部を示す平面図、（ｂ）は開口部に露出するトリミングの調整部を示す平面図である。 （ａ）は第２実施形態のセラミックスヒータの抵抗値の調整方法を示す説明図、（ｂ）はその変形例のセラミックスヒータの抵抗値の調整方法を示す説明図である。

［１．第１実施形態］
ここでは、第１実施形態として、例えば半導体ウェハを吸着保持できる静電チャックを例に挙げる。

［１−１．構成］
まず、第１実施形態の静電チャックの構造について説明する。
図１に示す様に、本第１実施形態の静電チャック１は、図１の上側にて被加工物である半導体ウェハ３を吸着する装置であり、セラミックスヒータ５と冷却基板７とが積層されて接着剤層９により接合されたものである。

なお、セラミックスヒータ５の図１の上方の面（上面：吸着面）が第１主面Ａであり、下面が第２主面Ｂである。また、冷却基板７の上面が第３主面Ｃであり、下面が第４主面Ｄである。

このうち、セラミックスヒータ５は、円盤形状であり、吸着用電極１１や発熱部１３等を備えたセラミックス基板１７から構成されている。
冷却基板７は、セラミックスヒータ５より大径の円盤形状の金属ベースであり、セラミックスヒータ５と同軸に接合されている。この冷却基板７には、セラミックス基板１７（従って半導体ウェハ３）を冷却するために、冷却用流体（冷媒）が流される流路（冷却路）１９が設けられている。なお、冷却用流体としては、例えばフッ化液又は純水等の冷却用液体などを用いることができる。

また、静電チャック１には、リフトピン（図示せず）が挿入されるリフトピン孔２１等が、静電チャック１を厚み方向に貫くように、複数箇所に設けられている。このリフトピン孔２１は、半導体ウェハ３を冷却するために第１主面Ａ側に供給される冷却用ガスの流路（冷却用ガス孔）としても用いられる。

なお、リフトピン孔２１とは別に、冷却用ガス孔（図示せず）を設けてもよい。冷却用ガスとしては、例えばヘリウムガスや窒素ガス等の不活性ガスなどを用いることができる。
次に、静電チャック１の各構成について、図２に基づいて詳細に説明する。
＜セラミックヒータ＞
図２に模式的に示すように、セラミックスヒータ５（従ってセラミックス基板１７）は、その第２主面Ｂ側が、例えばシリコーンからなる接着剤層９により、冷却基板７の第３主面Ｃ側に接合されている。

このセラミックス基板１７は、複数のセラミックス層（図示せず）が積層されたものであり、アルミナを主成分とするアルミナ質焼結体である。なお、アルミナ質焼結体は、絶縁体（誘電体）である。

セラミックス基板１７の内部には、図２の上方より、吸着用電極１１、複数の発熱体２５からなる発熱部１３等が配置されている。
また、後述するように、各発熱体２５から第２主面Ｂに到るように、それぞれ開口部２７が設けられており、各開口部２７にはそれぞれ封止材２９が配置されている。

さらに、後述するように、セラミックス基板１７は、厚み方向から見た平面視で、複数の加熱ゾーンＫＺ（図３参照）に区分されており、各加熱ゾーンＫＺに、それぞれ発熱体２５が配置されている。つまり、セラミックス基板１７は、平面視で、複数の発熱体２５が配置された構成となっている。なお、複数の発熱体２５は同一平面に配置されている。

そして、各発熱体２５は、それぞれ給電用端子３１に対して電気的に接続されている。
つまり、各発熱体２５は、独自に温度制御が可能なように、各発熱体２５の両端（一対の端部２５ａ、２５ｂ）が、それぞれ配線部３３を介して、セラミックス基板１７の一方の側（即ち第２主面Ｂ側）にて、各一対の給電用端子３１に電気的に接続されている。

この配線部３３は、発熱体２５に給電する構成として、図２の上下方向（厚み方向）に延びるビア３５、厚み方向と垂直の平面方向に延びる内部配線層３７、端子パッド３９等を備えており、その端子パッド３９に給電用端子３１が接続されている。なお、配線部３３は、例えばタングステンからなる。

また、吸着用電極１１は、電圧を印加する周知の電極用端子（図示せず）に電気的に接続されている。
＜冷却基板＞
冷却基板７は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる金属製である。冷却基板７には、前記冷却路１９やリフトピン孔２１以外に、前記電極用端子、給電用端子３１が配置される貫通孔である貫通部４１がそれぞれ形成されている。

なお、静電チャック１の第４主面Ｄ側には、給電用端子３１を収容するために、第４主面Ｄからセラミックスヒータ５の内部に到るような内部孔４３が複数設けられており、冷却基板７の貫通部４１は、この内部孔４３の一部を構成している。

また、電極用端子や給電用端子３１を収容する内部孔４３には、電気絶縁性を有する絶縁筒４５が配置されている。
＜吸着用電極＞
吸着用電極１１は、例えば平面形状が円形の電極から構成されている。この吸着用電極１１とは、静電チャック１を使用する場合には、直流高電圧が印加され、これにより、半導体ウェハ３を吸着する静電引力（吸着力）を発生させ、この吸着力を用いて半導体ウェハ３を吸着して固定するものである。

なお、吸着用電極１１については、これ以外に、周知の各種の構成（単極性や双極性の電極など）を採用できる。なお、吸着用電極１１は、例えばタングステン等の導電材料からなる。

［１−２．発熱体の構成］
＜発熱体の配置＞
まず、発熱体２５の平面方向の配置状態について説明する。

図３に示すように、セラミックス基板１７（従ってセラミックスヒータ５）には、平面視で、複数の加熱ゾーンＫＺが設定されており、各加熱ゾーンＫＺには、各加熱ゾーンＫＺの温度を独立して調節できるように、前記発熱体２５が１つずつ配置されている。なお、発熱体２５の平面形状は模式的に示してある。

また、加熱ゾーンＫＺの数は、例えば１００以上の範囲の例えば２００であるが、図３では、簡略化して示してある（即ち加熱ゾーンＫＺの数は少なく表示してある）。なお、発熱体２５は、電圧が印加されて電流が流れると発熱する金属材料（タングステン等）からなる抵抗発熱体である。

＜発熱体、開口部、封止材の構成＞
次に、発熱体２５と開口部２７と封止材２９の構成について説明する。
図４に示すように、セラミックスヒータ５を第２主面Ｂ側から見た平面視で、発熱体２５は、所定幅の線状部（即ち発熱する部分である発熱部）５１と、線状部５１に電力を供給するためのパッドである両端の円形の端部（即ち発熱体用端子パッド）５３と、から構成されている。また、線状部５１は、端部５３と反対側にて複数回蛇行した蛇行部５５と、蛇行部５５の両端と各端部５３とを接続する各リード部５７とから構成されている。

特に本実施形態では、各リード部５７には、他の線状部５１より幅が広くされた線状部分である矩形状の調整部５９が設けられている。
なお、図４（ａ）では、後述する発熱体２５の抵抗値の調整前の調整部５９を表示している。

また、セラミックスヒータ５には、第２主面Ｂから発熱体２５に到るように（即ち厚み方向に沿って）、平面視で、調整部５９を内側に含むように、調整部５９より外周の大きな（即ち縦横の寸法の大きな）開口部２７が設けられている。

そして、図４（ｂ）に示すように、各開口部２７には、各開口部２７を封止するように、開口部２７の内部の形状と同様な形状の封止材２９が嵌め込まれている。例えば開口部２７が四角柱の形状の空間である場合には、封止材２９も四角柱である（但し、開口部２７よりも僅かに小さい形状である）。

この封止材２９は、セラミックス基板１７を構成するセラミックス等の材料（例えばアルミナを主成分とする材料）の熱伝導率と同じまたはそのセラミックス等の材料の熱伝導率より熱伝導率が大きく、かつ、セラミックスおよび樹脂の少なくとも１種からなるものである。具体的には、封止材２９は、例えばアルミナまたはプラスチックからなる。詳しくは、例えば封止材２９の材料としては、セラミックス基板１７と同じ組成のセラミックス等の材料を用いることができる。

なお、後述するように、開口部２９にバルクである封止材２９を嵌め込む方法以外に、溶射等によって封止材２９の材料を充填し、その後固化するようにしてもよい。
この封止材２９は、その先端（図４（ｂ）の上端）が開口部２７に露出する発熱体２５（詳しくは調整部５９）に接触しており、その後端が、第２主面Ｂに達している。

［１−３．製造方法］
＜セラミックスヒータの製造工程の概要＞
まず、図５及び図６に基づいて、セラミックスヒータ５の製造工程の概略について説明する。

（第１工程）
まず、図６（ａ）に示すように、第１のセラミックスグリーンシート７１ａと、第１のセラミックスグリーンシートに積層する第２のセラミックスグリーンシート７１ｂと、を作製する。なお、第１、第２のセラミックスグリーンシート７１ａ、７１ｂは、別体のセラミックスグリーンシートを示すものであり、それより多数のセラミックスグリーンシートを用いて積層してもよい。

（第２工程）
次に、図６（ｂ）に示すように、第１のセラミックスグリーンシート７１ａの表面に、発熱体２５となる抵抗発熱体の材料からなる抵抗発熱体パターン２６を形成する。

（第３工程）
次に、図６（ｃ）に示すように、第２のセラミックスグリーンシート７１ｂに、第１のセラミックスグリーンシート７１ａ上の抵抗発熱体パターン２６の位置に合わせて、詳しくは、調整部５９となる調整パターン５９ａの位置に合わせて、開口部２７となる貫通孔２７ａを形成する。

（第４工程）
次に、図６（ｄ）に示すように、第１のセラミックスグリーンシート７１ａ上に、抵抗発熱体パターン２６の調整パターン５９ａの位置と貫通孔２７ａの位置とを合わせるようにして、第２のセラミックスグリーンシート７１ｂを積層して、積層体７３を形成する。

（第５工程）
次に、図６（ｅ）に示すように、積層体７３を焼成して、発熱体２５や開口部２７を有するセラミックス基板１７（従ってセラミックスヒータ５）を形成する。

（第６工程）
次に、図６（ｆ）に示すように、開口部２７を有するセラミックス基板１７に対し、開口部２７を介して、レーザ光等によって、発熱体２５（詳しくは調整部５９）の一部を除去する加工を行って、発熱体２５の抵抗値を調整する。

（第７工程）
次に、図６（ｇ）に示すように、抵抗値の調整後に、開口部２７内に、セラミックス基板１７の熱伝導率と同じまたはセラミックス基板１７の熱伝導率より熱伝導率が大きく、かつ、セラミックスおよび樹脂の少なくとも１種からなる封止材２９を配置する。

上述した第１〜第７工程によって、発熱体２５の抵抗値が調整されたセラミックスヒータ５が得られる。
＜静電チャックの詳細な製造工程＞
次に、本実施形態の静電チャック１の全体の製造工程について、その詳細な内容（実施例）を説明する。

(1)まず、セラミックス基板１７の原料として、主成分であるＡｌ_２Ｏ_３：９２重量％、ＭｇＯ：１重量％、ＣａＯ：１重量％、ＳｉＯ_２：６重量％の各粉末を混合して、ボールミルで、５０〜８０時間湿式粉砕した後、脱水乾燥する。

(2)次に、この粉末に溶剤等を加え、ボールミルで混合して、スラリーとする。
(3)次に、このスラリーを、減圧脱泡後平板状に流し出して徐冷し、溶剤を発散させて、各セラミックス層となる各アルミナグリーンシートを形成する。なお、このアルミナグリーンシートが、第１、第２のセラミックグリーンシート７１ａ、７１ｂに該当する。

そして、各アルミナグリーンシートに対して、リフトピン孔２１や開口部２７等となる空間（例えば貫通孔２７ａ）、各ビア３５となるスルーホールを、必要箇所に開ける。
(4)また、前記アルミナグリーンシート用の原料粉末中にタングステン粉末を混ぜて、スラリー状にして、メタライズインクとする。

(5)そして、吸着用電極１１、発熱体２５、内部配線層３７、端子パッド３９等を形成するために、前記メタライズインクを用いて、吸着用電極１１、発熱体２５、内部配線層３７、端子パッド３９等の形成箇所に対応したアルミナグリーンシート上に、通常のスクリーン印刷法により、各パターン（例えば抵抗発熱体パターン２６）を印刷する。なお、各ビア３５を形成するために、スルーホールに対して、メタライズインクを充填する。

(6)次に、各アルミナグリーンシートを、リフトピン孔２１や開口部２７等の必要な空間が形成されるように位置合わせして、熱圧着し、積層シート（即ち積層体７３）を形成する。

(7)次に、熱圧着した積層シート（即ち積層体７３）を、所定の形状（即ち円板形状）にカットする。
(8)次に、カットした積層体７３を、還元雰囲気にて、１４００〜１６００℃の範囲（例えば、１５５０℃）にて５時間焼成（本焼成）し、アルミナ質焼結体を作製する。

(9)そして、焼成後に、アルミナ質焼結体に対して、例えば第１主面Ａ側の加工など必要な加工を行って、セラミックス基板１７を作製する。
(10)次に、セラミックス基板１７の第２主面Ｂ上の端子パッド３９に、端子金具（図示せず）をろう付けする。なお、この端子金具は、発熱体２５の端部５３と電気的に接続されている。

(11)次に、セラミックス基板１７の開口部２７を介して、後述するように発熱体２５のトリミングを行って、発熱体２５の抵抗値の調整を行う。
なお、トリミングは、前記焼成後であればよく、冷却基板７の接合後であってもよい。但し、冷却基板７の接合後にトリミングを行う場合には、冷却基板７にもトリミングが可能な貫通孔（即ち開口部２７に連通する貫通孔）を設けておく必要がある。

(12)次に、トリミング後に、セラミックス基板１７の開口部２７に封止材２９を嵌め込む。なお、封止材２９は、開口部２７の空間の形状となるように、予めセラミックス材料を焼成し、適宜表面を加工して作製しておく。

(13)これとは別に、冷却基板７を製造する。具体的には、金属板に対して切削加工等を行うことにより冷却基板７を形成する。
(14)次に、冷却基板７とセラミックス基板１７とを接合して一体化する。つまり、セラミックス基板１７の開口部２７側を冷却基板７で塞ぐようにして、冷却基板７とセラミックス基板１７とを接合する。

(15)次に、給電用端子３１等を配置して、静電チャック１を完成する。
＜発熱体の抵抗値の調整方法＞
ここで、発熱体２５の抵抗値の調整方法について、詳しく説明する。

図７（ａ）に示すように、セラミックス基板１７の開口部２７には、発熱体２５の調整部５９が露出している。なお、開口部２７の幅（同図左右方向の幅）は、トリミングを行う発熱体２５の調整部５９の幅よりも大である。

従って、図７（ｂ）に示すように、開口部２７を介して、例えばレーザ光を調整部５９に照射して、調整部５９の一部を除去することによって、発熱体２５の抵抗値を調整する。例えば、調整部５９の幅を狭くするように加工して、発熱体２５の抵抗値を上昇させる。

具体的には、どの程度幅を狭くすればどの程度発熱体２５の抵抗値が上昇するかを、予め実験等によって調べておけば、どの程度幅を狭くすれば良いかが分かるので、最初は、その知見に基づいて、幅を狭くする。なお、最初は、過度に幅を狭くしないように、やや太めの幅にする。

次に、その段階で、例えばテスターの端子を、発熱体２５の両端の端部５３に接続された端子金具に接触させて、発熱体２５の抵抗値を測定する。その後、測定した抵抗値に応じて、僅かに幅を狭くして、再度抵抗値を測定する。このような作業を繰り返すことによって、抵抗値を目的とする値に精度良く調整することができる。

［１−４．効果］
次に、第１実施形態の効果について説明する。
（１）本第１実施形態では、セラミックス基板１７には、第２主面Ｂから発熱体２５に到る開口部２７が形成されているので、封止材２９を配置する前においては、セラミックスヒータ５の外部から、開口部２７を介して、発熱体２５（詳しくは調整部５９）の一部を除去すること等によって（即ちトリミングすることによって）、発熱体２５の抵抗値を調整することができる。

つまり、開口部２７を介して、例えばレーザ光を発熱体２５に照射して、その調整部５９の一部を除去することにより、発熱体２５の抵抗値を精度良く調整することができる。
また、上述したトリミングを行った場合には、発熱体２５全体の抵抗値が上昇するとともに、トリミングした残りの部分、即ちトリミングによって発熱体２５の幅が狭くなった部分（即ちトリミング残部）の抵抗値が上昇する。そのため、通電の際には、トリミング残部の温度が他の部分の温度に比べて上昇し易くなる。

それに対して、本第１実施形態では、開口部２７には、セラミックス基板１７の熱伝導率と同じかセラミックス基板の熱伝導率より熱伝導率が大きく、かつ、セラミックスおよび樹脂の少なくとも１種からなる封止材２９が配置されているので、発熱体２５のトリミング残部の温度が上昇した場合でも、開口部２７に配置された熱伝導率が高い封止材２９によって、その部分の熱が速やかに他の箇所に伝導される（即ち熱引きされる）。

そのため、封止材２９が配置された開口部２７とその周囲の部分との温度差が小さくなる。つまり、トリミングを行った場合でも、セラミックスヒータ５の平面方向における温度分布が小さくなる（即ち均熱性が向上する）という効果がある。
また、本第１実施形態は、表面に発熱体が設けられたセラミックス基板と他のセラミックス基板とを、発熱体の全体を覆うように接着剤で接合するものではない。そのため、セラミックスヒータ５の使用中（例えばプラズマによる加工中）に、例えばプラズマによって接着剤が劣化することがないので、耐久性が高いという利点がある。

（２）本第１実施形態では、発熱体２５は、平面視で、所定の幅を有する線状部分（例えば調整部５９）を有しており、開口部２７の幅は、トリミングを行う線状部分の幅よりも大である。

そのため、発熱体２５の線状部分の幅よりも大きい開口部２７を介して、レーザ光等によって、発熱体２５の抵抗値の調整を容易に行うことができる。
特に、開口部２７内に、発熱体２５の線状部分（即ち調整部５９）の幅方向における全体を露出させている。そのため、どの部分をどの程度削除すればよいかなどの確認を容易に行うことができるので、トリミングの際の作業性が高いという利点がある。

（３）本第１実施形態では、封止材２９は、発熱体２５に接触するとともに、開口部２７の開口端に達するように配置されている。
つまり、封止材２９は発熱体２５に接触しているので、発熱体２５のトリミング残部の温度が高くなった場合でも、その熱を速やかに周囲に伝導することができる。

しかも、封止材２９は開口部２７の開口端に達するように配置され、また、開口部２７の開口端側に金属製の冷却基板７が配置されているので、トリミング部分の熱を速やかに冷却基板７側に伝導することができる。

これにより、トリミングを行った場合でも、セラミックスヒータ５の平面方向における温度分布が一層小さくなるという効果がある。
（４）本第１実施形態では、前記第１〜第７工程により、上述した優れた性能を有するセラミックスヒータ５（従って静電チャック１）を容易に製造することができる。

［１−５．文言の対応関係］
本第１実施形態の、セラミックス基板１７、発熱体２５、セラミックスヒータ５、開口部２７、封止材２９、調整部５９、冷却基板７、静電チャック１、第１のセラミックスグリーンシート７１ａ、第２のセラミックスグリーンシート７１ｂ、抵抗発熱体パターン２６、貫通孔２７ａ、積層体７３は、それぞれ、本発明の、セラミックス基板、抵抗発熱体、セラミックスヒータ、開口部、封止材、線状部分、冷却基板、静電チャック、第１のセラミックスグリーンシート、第２のセラミックスグリーンシート、抵抗発熱体パターン、貫通孔、積層体の一例に相当する。
［２．第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明するが、第１実施形態と同様な内容については、説明を省略又は簡略化する。なお、第１実施形態と同様な構成については同じ番号を付す。

本第２実施形態は、第１実施形態とは発熱体の抵抗値の調整方法が異なるので、本第２実施形態における発熱体の抵抗値の調整方法について説明する。
まず、本第２実施形態における発熱体の構成について説明する。

図８（ａ）に示すように、セラミックスヒータ５を第２主面Ｂ側から見た平面視で、発熱体８１は、所定幅の線状部（即ち発熱部）８３と線状部８３の両端の円形の端部（即ち発熱体用端子パッド）８５とから構成されている。また、線状部８３は、端部８５と反対側にて複数回蛇行した蛇行部８７と、蛇行部８７の両端と各端部８５とを接続する各リード部８９とから構成されている。

特に本第２実施形態では、蛇行部８７には、第１並列部９１と第２並列部９３とが、一方の端部８５側から他方の端部８５側に向かって、順番に配列されている。即ち、第１並列部９１と第２並列部９３とは、電気的に直列に接続されている。

このうち、第１並列部９１は、線状の第１並列発熱部１０１と線状の第２並列発熱部１０３とが、電気的に並列に接続されたものである。また、第２並列部９３は、線状の第３並列発熱部１０５と線状の第４並列発熱部１０７とが、電気的に並列に接続されたものである。

そして、セラミックスヒータ５には、第２主面Ｂから発熱体８１の第１並列発熱部１０１に到るように（即ち厚み方向に沿って）、平面視で矩形状の第１開口部１０９が設けられている。この第１開口部１０９は、第１並列発熱部１０１の線幅（図８（ａ）の上下方向の寸法）よりも大きな開口寸法（図８（ａ）の上下方向の寸法）を有しており、トリミング前においては、第１開口部１０９には、第１並列発熱部１０１の全体（幅方向における全体）が露出している。

なお、第１開口部１０９の図８（ａ）の左右方向の寸法は、第１並列発熱部１０１の長手方向の寸法よりも小さく設定されている（以下、後述する他の第２〜第４開口部１１１、１１３、１１５も同様である）。

同様に、セラミックスヒータ５には、第２並列発熱部１０３が露出するような矩形状の第２開口部１１１が設けられている。この第２開口部１１１は、第２並列発熱部１０３の線幅よりも大きな開口寸法を有しており、トリミング前においては、第２開口部１１１には、第２並列発熱部１０３の全体（幅方向における全体）が露出している。

同様に、セラミックスヒータ５には、第３並列発熱部１０５が露出するような矩形状の第３開口部１１３が設けられている。この第３開口部１１３は、第３並列発熱部１０５の線幅よりも大きな開口寸法を有しており、トリミング前においては、第３開口部１１３には、第３並列発熱部１０５の全体（幅方向における全体）が露出している。

同様に、セラミックスヒータ５には、第４並列発熱部１０７が露出するような矩形状の第４開口部１１５が設けられている。この第４開口部１１５は、第４並列発熱部１０７の線幅よりも大きな開口寸法を有しており、トリミング前においては、第４開口部１１５には、第４並列発熱部１０７の全体（幅方向における全体）が露出している。

従って、各開口部１０９〜１１５を介して、例えばレーザ光を切断したい並列発熱部１０１〜１０７に照射して、当該並列発熱部１０１〜１０７を切断することによって、発熱体８１の抵抗値を調整することができる。

次に、第２実施形態の変形例について説明する。
第２実施形態では、各並列発熱部１０１〜１０７毎にそれぞれ各開口部１０９〜１１５を設けたが、図８（ｂ）に示すように、複数の並列発熱部を１つの開口部で囲むように、開口部を設けてもよい。

具体的には、第１、第２並列発熱部１０１、１０３を囲むように、第１開口部１２１を設け、第３、第４並列発熱部１０５、１０７を囲むように、第２開口部１２３を設けてもよい。
［３．他の実施形態］
尚、本発明は前記実施形態や実験例になんら限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。

（１）セラミックス基板に配置される発熱体の数としては、１個又は複数個が挙げられる。
（２）１つの発熱体に対しては、１又は複数の開口部を設けてもよい。

（３）発熱体が複数ある場合に、それぞれ、各発熱体毎に開口部を設けることが好ましいが、いくつかの発熱体には開口部を設けないようにしてもよい。
（４）１又は複数の発熱体に応じて、開口部を複数設ける場合には、全ての開口部に封止材を配置することが好ましいが、封止材を配置しない開口部があってもよい。

（５）発熱体が複数ある場合に、それぞれ開口部を設けてそれぞれ封止材を配置するときには、各封止材の熱伝導率が異なっていてもよい、例えばトリミングの状態に応じて封止材の種類を選択できる。

例えば、トリミングが多い場合（即ち発熱体を除去する量が多く、よってトリミング残部の温度が高くなる場合）には、熱伝導率が大きな封止材を用い、一方、トリミングがそれより少ない場合（即ち発熱体を除去する量が少なく、よってトリミング残部の温度上昇が小さい場合）、それより熱伝導率が小さな封止材を用いてもよい。

（６）封止材としては、固体のセラミックス部材、樹脂部材、セラミックスおよび樹脂からなる複合部材を採用できる。この場合には、開口部の孔形状に応じた封止材を作製しておき、トリミング後に、開口部に封止材を押し込むようにすればよい。

なお、封止材の形状は、前記実施形態のような四角柱に限らず、多角柱や円柱など、セラミックス基板の一方から抵抗発熱体に到る形状であれば、形状は問わない。
また、固体のセラミックス部材や樹脂部材や複合部材の封止材と、例えばセメントや樹脂等のような流動性を有し封止後に固化する封止材とを併用してもよい。これにより、セラミックス部材や樹脂部材や複合部材の外形が開口部の形状と多少異なっていても、開口部内に隙間無く封止材を充填することができる。

或いは、固体のセラミック部材や樹脂部材や複合部材の封止材を用いずに、例えばセメントや樹脂等のような流動性を有し封止後に固化する封止材を用いてもよい。例えば流動性を有す材料を用いて、溶射等によって開口部を穴埋めし、その後固化させるようにして封止材としてもよい。

（７）なお、上記各実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分担させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に発揮させたりしてもよい。また、上記各実施形態の構成の一部を、省略してもよい。また、上記各実施形態の構成の少なくとも一部を、他の実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。

１…静電チャック
５…セラミックスヒータ
７…冷却基板
１７…セラミックス基板
２５、８１…発熱体
２６…抵抗発熱体パターン
２７、１０９、１１１、１１３、１１５、１２１、１２３…開口部
２７ａ…貫通孔
２９…封止材
５９…調整部
６３…積層体
７１ａ…第１のセラミックスグリーンシート
７１ｂ…第２のセラミックスグリーンシート
１０１、１０３、１０５、１０７…並列発熱部

Claims (8)

1. セラミックス基板の内部に、通電により発熱する抵抗発熱体が配置されたセラミックスヒータにおいて、
   前記セラミックス基板には、一方の主面から前記抵抗発熱体に到る開口部を有するとともに、
   前記開口部の内部には、前記セラミックス基板の熱伝導率と同じまたは前記セラミックス基板の熱伝導率より熱伝導率が大きく、かつ、セラミックスおよび樹脂の少なくとも１種からなる封止材が配置された、
   セラミックスヒータ。
2. 前記抵抗発熱体は、前記セラミックス基板を厚み方向から見た平面視で、所定の幅を有する線状部分を有しており、前記開口部の幅は、前記線状部分の幅よりも大である、
   請求項１に記載のセラミックスヒータ。
3. 前記封止材は、前記抵抗発熱体に接触するとともに、前記開口部の開口端に達するように配置された、
   請求項１又は２に記載のセラミックスヒータ。
4. 前記請求項１〜３のいずれか１項に記載のセラミックスヒータと、前記セラミックス基板の前記開口部が形成された主面側に、前記開口部を覆うように接合された金属製の冷却基板と、を備えた、
   静電チャック。
5. 前記請求項１〜３のいずれか１項に記載のセラミックスヒータの製造方法であって、
   前記開口部を有する前記セラミックス基板に対し、前記開口部を介して、前記抵抗発熱体の一部を除去する加工を行って、前記抵抗発熱体の抵抗値を調整する工程を有する、
   セラミックスヒータの製造方法。
6. 前記請求項１〜３のいずれか１項に記載のセラミックスヒータの製造方法であって、
   前記抵抗発熱体は、前記開口部にて露出する部分に並列に接続された複数の並列発熱部を有しており、
   前記開口部を有する前記セラミックス基板に対し、前記開口部を介して、前記抵抗発熱体の前記複数の並列発熱部の一部を断線させることによって、前記抵抗発熱体の抵抗値を調整する工程を有する、
   セラミックスヒータの製造方法。
7. 前記抵抗値の調整後に、前記開口部内に、前記セラミックス基板の熱伝導率と同じまたは前記セラミックス基板の熱伝導率より熱伝導率が大きく、かつ、セラミックスおよび樹脂の少なくとも１種からなる封止材を配置する工程を有する、
   請求項５又は６にセラミックスヒータの製造方法。
8. 第１のセラミックスグリーンシートと、該第１のセラミックスグリーンシートに積層する第２のセラミックスグリーンシートと、を作製する工程と、
   前記第１のセラミックスグリーンシートの表面に、前記抵抗発熱体の材料からなる抵抗発熱体パターンを形成する工程と、
   前記第２のセラミックスグリーンシートに、前記第１のセラミックスグリーンシート上の前記抵抗発熱体パターンの位置に合わせて、前記開口部となる貫通孔を形成する工程と、
   前記第１のセラミックスグリーンシート上に、前記抵抗発熱体パターンの位置と前記貫通孔の位置とを合わせるようにして、前記第２のセラミックスグリーンシートを積層して、積層体を形成する工程と、
   前記積層体を焼成して、前記開口部を有する前記セラミックス基板を形成する工程と、
   を有する、
   請求項５〜７のいずれか１項に記載のセラミックスヒータの製造方法。

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