(57)【要約】【課題】  各ゾーンにおける抵抗体の抵抗値を簡易に測定することが可能な３ゾーンの抵抗体からなる結線構造体を具備したヒータを提供する。【解決手段】  円板状の基板１０に３本の抵抗体Ａ、Ｂ、Ｃが敷設されたヒータであって、これら３本のうちの１本の抵抗体Ｂは、その両端部Ｂ１、Ｂ２が他の２本の抵抗体Ａ、Ｃの一端部Ａ２、Ｃ１にそれぞれ接続して計２つの短絡部Ａ２Ｂ２、Ｂ１Ｃ１を形成しており、これら２つの短絡部Ａ２Ｂ２、Ｂ１Ｃ１と前記他の２本の抵抗体の他端部Ａ１、Ｃ２の合計４箇所から電流リード線の取り出しが行われる。３本の抵抗体Ａ、Ｂ、Ｃは、例えば基板１０の周縁部に沿ってそれぞれ略１／３周ずつ敷設されて全体として１つの同心円を形成している。【選択図】    図４
2014029784.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円板状の基板に３本の抵抗体が敷設されたヒータであって、これら３本の抵抗体のうちの１本の抵抗体は、その両端部が他の２本の抵抗体の一端部にそれぞれ接続して計２つの短絡部を形成しており、これら２つの短絡部と前記他の２本の抵抗体の他端部の合計４箇所から電流リード線の取り出しが行われることを特徴とするヒータ。
【請求項２】
前記３本の抵抗体は、前記基板の周縁部に沿ってそれぞれ略１／３周ずつ敷設されて全体として１つの同心円を形成していることを特徴とする、請求項１に記載のヒータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流３相デルタ結線及び単相３並列に対応した３ゾーン抵抗体からなる結線構造体を具備したヒータに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置には、成膜処理や検査工程の際に半導体ウエハを載置して加熱するヒータが用いられている。このヒータには、たとえば特許文献１に記載されているように、半導体ウエハを載置する載置面とは反対側の面又は内部に、半導体ウエハを加熱する抵抗発熱体（以降、抵抗体とも称する）が設けられている。
【０００３】
近年、半導体ウエハは大口径のものに置き換えられつつあり、上記ヒータも８インチウエハ対応から１２インチウエハ対応に、さらには１２インチウエハ対応から１８インチウエハ対応に大面積化することが行われている。その際、たとえば８インチウエハ対応のヒータの昇温速度を維持して１２インチウエハ対応のヒータを作製するには、単純な２.２５倍の面積比以上の電力が必要となる。同様に、１２インチウエハ対応のヒータの昇温速度を維持して１８インチウエハ対応のヒータを作製する場合も、単純な２.２５倍の面積比以上の電力が必要となる。
【０００４】
このように２.２５倍の面積比の変化に対応させて大容量の電力を与えるためには、たとえば抵抗体の抵抗値を１／３に下げて３倍の電流を流したり、抵抗体の数を３倍に増やしたりすることが必要になる。具体的には、図１（ａ）のようなワンループパターンの抵抗体Ｐで２ｋＷの電力を与えることができるとすると、その３倍の６ｋＷの電力を与えるには、図１（ｂ）のようにパターンの幅を３倍にした抵抗体Ｑを用いて抵抗値を１／３に下げるか、図１（ｃ）のように加熱するゾーンを３つに分けて、これら３ゾーンに３つの抵抗体Ａ、Ｂ及びＣをそれぞれ敷設して並列回路とすることが必要になる。
【０００５】
しかしながら、図１（ｂ）の場合は局所半径が小さなコーナー部が存在した場合、大電流が流れると異常な発熱が起こる可能性があった。また、図１（ｃ）の場合は端子部から取り出すリード線の数が多くなって材料コストや加工コストが増えるうえ、構造的な制約から抵抗体のパターンニングに大きな制約が課せられることがあった。なお、各抵抗体の両端に丸印で示されている部分は端子部を示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−２１０９３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図１（ｃ）に示す３ゾーンの抵抗体（Ａ、Ｂ、Ｃ）からなるヒータシステムは、図２（ａ）に示すような電気等価回路（ａ、ｂ、ｃ）で示すことができる。各ゾーンの抵抗体の両端部、すなわち抵抗体ａの端部ａ１及びａ２、抵抗体ｂの端部ｂ１及びｂ２、抵抗体ｃの端部ｃ１及びｃ２は、各々端子部になっており、それらから合計６本のリード線（図示せず）が取り出される。
【０００８】
ここでリード線の数を最小に減らすには、図２（ｂ）に示すように、電気モータなどで良く使われる３相デルタ結線が考えられ、３本のリード線で３ゾーンを制御することが可能となる。しかし、この場合は３ゾーンの抵抗体Ａ、Ｂ、Ｃの各抵抗値を測定することができないため、ヒータ製作工程内での歩留まりを上げるのが難しかった。また、ヒータ製品として効率よく温度制御するのが難しかった。本発明は３ゾーン抵抗体が有するかかる問題に鑑みてなされたものであり、各ゾーンにおける抵抗体の抵抗値を簡易に測定することが可能な３ゾーンの抵抗体からなる結線構造体を具備したヒータを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明者らは３ゾーン抵抗体の結線方法について鋭意研究を行った結果、特定の結線構造を採用してその端子部から電流リードを取り出すことにより、各ゾーンにおける抵抗体の抵抗値を簡易に確認することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明の半導体製造装置用ヒータは、円板状の基板に３本の抵抗体が敷設されたヒータであって、これら３本の抵抗体のうちの１本の抵抗体は、その両端部が他の２本の抵抗体の一端部にそれぞれ接続して計２つの短絡部を形成しており、これら２つの短絡部と前記他の２本の抵抗体の他端部の合計４箇所から電流リード線の取り出しが行われることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、各ゾーンの抵抗値を確認することできるうえ、交流３相デルタ結線や単相３並列結線に対応した結線構造にすることができるので、大容量の電力を効率良く与えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】従来のヒータに設けられた抵抗体の結線構造を模式的に示す平面図である。
【図２】従来の３ゾーン抵抗体の結線構造を示す電気等価回路図であり、（ａ）は３並列回路を（ｂ）は３相デルタ結線回路を示している。
【図３】本発明のヒータに設けられた３ゾーン抵抗体の結線構造の電気等価回路図である。
【図４】本発明のヒータに設けられた３ゾーン抵抗体からなる結線構造体の一具体例を示す平面図である。
【図５】図４のヒータの変形例を示す平面図である。
【図６】本発明のヒータに設けられた３ゾーン抵抗体からなる結線構造体の他の具体例を示す平面図である。
【図７】図６のヒータの変形例を示す平面図である。
【図８】本発明のヒータ構造の具体例を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
先ず、本発明のヒータが具備する３ゾーン抵抗体の結線構造の具体例を、図３を参照しながら説明する。図３では、本発明のヒータが具備する３ゾーン抵抗体Ａ、Ｂ、Ｃが、電気的等価回路ａ、ｂ、ｃで模式的に示されている。抵抗体ａは端部ａ１及びａ２を、抵抗体ｂは端部ｂ１及びｂ２を、抵抗体ｃは端部ｃ１及びｃ２を有している。これら端部のうち、ａ２とｂ２とが接続して短絡部ａ２ｂ２が形成されており、ｂ１とｃ１とが接続して短絡部ｂ１ｃ１が形成されている。そして、これら２箇所の短絡部ａ２ｂ２及びｂ１ｃ１と、２箇所の端部ａ１及びｃ２の合計４箇所から４本のリード線がそれぞれ引き出されるようになっている。
【００１４】
これにより、３ゾーンの抵抗体Ａ、Ｂ、Ｃの各抵抗値を簡単に測定することが可能となる。すなわち、２端子抵抗測定器のプラス入力及びマイナス入力を、それぞれ端部ａ１及び短絡部ａ２ｂ２に接続して抵抗体ａの抵抗値を測定することが出来る。同様に、プラス入力及びマイナス入力をそれぞれ短絡部ａ２ｂ２及び短絡部ｂ１ｃ１に接続して抵抗体ｂの抵抗値を測定することが出来、プラス入力及びマイナス入力をそれぞれ短絡部ｂ１ｃ１及び端部ｃ２に接続して抵抗体ｃの抵抗値を測定することが出来る。
【００１５】
上記の結線構造を有する３ゾーン抵抗体は、たとえば図４のようなパターンで基板１０に敷設される。具体的には、この図４に示すヒータでは、３本の抵抗体Ａ、Ｂ、Ｃは、互いに異なる半径で基板１０の中心に対して同心円をなしており、且つ基板１０の同じ角度範囲内でほぼ全周に亘って敷設されている。そして、３本の抵抗体Ａ、Ｂ、Ｃのうち中間に位置する抵抗体Ｂの両端部が、それぞれ基板１０の半径方向で隣接する他の２本の抵抗体Ａ、Ｃの一端部に接続して短絡部を形成している。すなわち、抵抗体Ｂの端部Ｂ２とその基板１０の半径方向の内側で隣接する抵抗体Ａの端部Ａ２とが接続して短絡部Ａ２Ｂ２を形成しており、抵抗体Ｂの端部Ｂ１とその基板１０の半径方向の外側で隣接する抵抗体Ｃの端部Ｃ１とが接続して短絡部Ｂ１Ｃ１を形成している。
【００１６】
これら２つの短絡部Ａ２Ｂ２及びＢ１Ｃ１はそれぞれ端子部になっており、また、２つの端部Ａ１及びＣ２もそれぞれ端子部になっている。そして、これら合計４箇所の端子部から４本のリード線（図示せず）がそれぞれ引き出されるようになっている。前述したように、３本の抵抗体Ａ、Ｂ、Ｃは、基板１０の同じ角度範囲に亘って敷設されているので、上記４本のリード線は基板１０の同じ角度範囲内から引き出すことが可能となる。また、抵抗体Ａ、Ｂ、Ｃの各抵抗値を個別に変えることで、たとえば基板１０の内周側と外周側で発熱密度を変えることが可能となる。
【００１７】
上記３ゾーン抵抗体からなる結線構造体に対して交流３相電源を接続する場合は、当該交流３相電源の３端子（Ｒ、Ｓ、Ｔ）のうちの１つを端部Ａ１及び端部Ｃ２に接続し、残る２つをそれぞれ短絡部Ａ２Ｂ２及び短絡部Ｂ１Ｃ１に接続する。これにより、３つの抵抗体Ａ、Ｂ、Ｃは交流３相デルタ結線となり、たとえば三相電力調整器（以下、三相サイリスタとも称する）などの調整手段を用いて１つの抵抗体として制御することが可能となる。
【００１８】
あるいは、上記３ゾーン抵抗体からなる結線構造体に対して単相電源を接続する場合は、当該単相電源の２端子（プラス、マイナス）のうちの一方を端部Ａ１及び短絡部Ｂ１Ｃ１に接続し、他方を短絡部Ａ２Ｂ２及び端部Ｃ２に接続する。これにより、３つの抵抗体Ａ、Ｂ、Ｃで構成される単相３並列の抵抗回路として制御することが可能となる。
【００１９】
このように、本発明の３ゾーン抵抗体からなる結線構造体をヒータに採用することにより、大容量の電力を効率良く与えることが可能になる。特に、上記結線構造体を交流３相デルタ結線にした場合、リード線に流れる電流を抑えることができるので、単相３並列結線で使用するリード線よりも細くできるメリットが生じる。これらの結線構造は、ＣＶＤサセプタヒータ、検査装置プローバ用のウエハチャックヒータ、ウエハ洗浄装置用の加熱ヒータやコータデベロッパ用ヒータ等で代表される半導体製造装置用ヒータに有用である。
【００２０】
なお、図４に示すヒータは、基板１０に３ゾーン抵抗体を１組敷設したものであったが、これに限定されるものではなく、基板１０に複数組の３ゾーン抵抗体を敷設してもよい。たとえば図５には２組の３ゾーン抵抗体が基板１０それぞれの内周側と外周側に同心円状に敷設された例が示されている。このように複数組の３ゾーン抵抗体を使用することにより、基板１０面をよりきめ細かく温度制御することが可能となる。
【００２１】
次に、基板１０に敷設される３ゾーン抵抗体の他のパターンを図６に示す。この図６に示すパターンでは、抵抗体Ａ、Ｂ、Ｃは、基板１０の周縁部に沿ってそれぞれ略１／３周ずつ敷設されて全体として１つの同心円を形成している。この図６の場合は、抵抗体Ａの端部Ａ２とこれに基板１０の周方向で隣接する抵抗体Ｂの端部Ｂ２とが接続して短絡部Ａ２Ｂ２を形成しており、抵抗体Ｂの端部Ｂ１とこれに基板１０の周方向で隣接する抵抗体Ｃの端部Ｃ１とが接続して短絡部Ｂ１Ｃ１を形成している。
【００２２】
これら２つの短絡部Ａ２Ｂ２及びＢ１Ｃ１からはそれぞれ基板１０の中心部に向かって延長部Ｅが延在しており、それらの先端に端子部が取り付けられている。同様に、抵抗体Ａの端部Ａ１及び抵抗体ＣのＣ２からもそれぞれ基板１０の中心部に向かって延長部Ｅが延在しており、それらの先端に端子部が取り付けられている。これにより、合計４箇所の端子部を全て基板１０の中心部に配置することが可能となり、たとえばヒータを円筒状の支持部材でウエハ載置面の反対側から支持する場合、４つの端子部及びそれらからそれぞれ引き出される４本のリード線を当該支持部材の内側に収納することが可能となる。
【００２３】
この図６に示す３ゾーン抵抗体からなる結線構造体も、図４と同様に交流３相電源を接続する場合は、その３端子（Ｒ、Ｓ、Ｔ）のうちの１つを端部Ａ１及び端部Ｃ２に接続し、残る２つをそれぞれ短絡部Ａ２Ｂ２及び短絡部Ｂ１Ｃ１に接続ことにより、３つの抵抗体Ａ、Ｂ、Ｃを交流３相デルタ結線にすることができる。また、単相電源を接続する場合は、その２端子（プラス、マイナス）のうちの一方を端部Ａ１及び短絡部Ｂ１Ｃ１に接続し、他方を短絡部Ａ２Ｂ２及び端部Ｃ２に接続することにより、３つの抵抗体Ａ、Ｂ、Ｃで構成される単相３並列の抵抗回路として制御することが可能となる。
【００２４】
この図６に示す３ゾーン抵抗体は、各抵抗体が基板１０の外周側と内周側との間を交互に行き来するジグザグ状に形成されてもよい。たとえば図７（ａ）には、３本の抵抗体の各々を構成する７個の外周部Ｏ１と６個の内周部Ｉ１とが１つずつ交互に接続されてジグザグ状を形成した例が示されている。この図７（ａ）では、内周部Ｉ１は外周部Ｏ１より太い線で示されており、これは内周部Ｉ１は外周部Ｏ１より発熱密度が低いことを意味している。図７（ｂ）には図７（ａ）の変形例が示されており、図７（ａ）とは逆に内周部Ｉ２が外周部Ｏ２より細い線で示されており、これは内周部Ｉ２は外周部Ｏ２より発熱密度が高いことを意味している。
【００２５】
内周部と外周部とで発熱密度を異ならせる方法としては、たとえば基板１０の周方向における各外周部の長さと各内周部の長さに差をつけるか、あるいは基板１０の半径方向で切断した各外周部の断面積と各内周部の断面積に差をつける方法を挙げることができる。このように、各抵抗体を構成する外周部と内周部において互いに断面積や長さを変えることにより、基板１０の半径方向の発熱密度分布を変える事が可能になる。
【００２６】
上記３ゾーン抵抗体からなる結線構造体は、たとえば図８(ａ)〜（ｃ）に示す形態でヒータに具備することができる。図８(ａ)の形態は、基板１１のウエハ載置面１１ａとは反対側の面に、スクリーン印刷法でペーストを塗布して３ゾーン抵抗体からなる結線構造体１２用の回路パターンを形成し、これを所定の温度で焼成することによって得られる。基板１１の材質には、たとえば窒化アルミニウムや酸化アルミニウムなどの電気絶縁体を使用することができる。また、ペーストの材質には、たとえば金属のＷやＭｏに樹脂を混ぜたものを使用することができる。
【００２７】
図８（ｂ）の形態は、基板２１のウエハ載置面２１ａとは反対側の面に、上記と同様にスクリーン印刷法でペーストを塗布して３ゾーン抵抗体からなる結線構造体２２用の回路パターンを形成し、これを所定の温度で焼成する。得られた結線構造体２２の表面に背面プレート２３を配置し、これら基板２１と背面プレート２３とをたとえばホットプレス法で接合することによって得られる。背面プレート２３の材質は電気絶縁体であれば特に問わないが、基板２１との熱膨張差を考慮して基板２１と同じ材質を選択するのが好ましい。
【００２８】
図８（ｃ）の形態は、回路パターンが形成された金属箔からなる抵抗体３２の上下を電気絶縁体シート３３で挟み、これをウエハ載置面３１ａを備えた基板３１及び背面プレート３４で挟み込んでネジ等の締結手段（図示せず）で固定することによって得られる。
【００２９】
金属箔の材質は特に問わないが、ニッケル、ステンレス、銀、タングステン、モリブデン、クロム、又はこれら金属の少なくともいずれかの合金を使用することができる。この中では、ステンレスやニクロムが好ましい。ステンレスやニクロムは、抵抗体の回路パターンを加工する際、エッチングなどの手法により比較的精度良く形成することができるからである。また、安価な点や、耐酸化性を有するので使用温度が高温であっても長期間の使用に耐え得る点においてもステンレスやニクロムが好ましい。
【００３０】
電気絶縁体シート３３の材質は、電気絶縁性に加えて耐熱性を有するものであれば特に制約はなく、例えばマイカやポリイミド、シリコン樹脂やエポキシ樹脂、フェノール樹脂などを使用することができる。電気絶縁性の樹脂を用いる場合は、金属箔からなる抵抗体３２で発生した熱をよりスムースに基板３１に伝え得るようにするため、樹脂中にフィラーを分散させてもよい。これは、樹脂中にフィラーを分散させることによって、シリコン樹脂等の熱伝導性を高めることができるからである。フィラーの材質としては、樹脂との反応性が無ければ特に制約はなく、たとえば窒化硼素、窒化アルミニウム、アルミナ、シリカなどの物質を使用することができる。
【００３１】
基板３１及び背面プレート３４の材質は、金属や、金属とセラミックスとの複合体等を使用することができるが、高い熱伝導率を有するものが好ましい。金属であれば、アルミニウムや銅、アルミニウム合金や銅合金を挙げることができる。金属とセラミックスとの複合体であれば、アルミニウムと炭化ケイ素との複合体、又はシリコンと炭化ケイ素との複合体が好ましい。締結手段としてネジを使用する場合は、限定するものではないが、タングステン、コバール、ステンレスなどの金属を使用することができる。
【００３２】
以上、本発明のヒータについて具体例を挙げて説明したが、本発明は係る具体例に限定されるものではなく、本発明の主旨から逸脱しない範囲の種々の態様で実施可能である。すなわち、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲及びその均等物に及ぶものである。
【実施例】
【００３３】
［実施例１］
図４に示す結線構造を有する３つの抵抗体Ａ、Ｂ、Ｃを具備するヒータを作製した。ヒータの構造は図８（ａ）に示す形態にした。具体的には、直径３００ｍｍ、厚み１０ｍｍの窒化アルミニウム製の基板１１のウエハ載置面１１ａとは反対の面に、スクリーン印刷法でＷペーストからなる回路パターンを形成した後、焼成して３ゾーン抵抗体からなる結線構造体１２を形成した。抵抗体Ａ、Ｂ、Ｃの抵抗値は全て２０Ωとした。
【００３４】
２つの短絡部Ａ２Ｂ２及びＢ１Ｃ１、並びに２つの端部Ａ１及びＣ２に取り付けた４箇所の端子部から４本のリード線を取り出した。そして、三相サイリスタの３端子（Ｒ、Ｓ、Ｔ）のうちの１つを端部Ａ１及び端部Ｃ２からのリード線に接続し、残る２つをそれぞれ短絡部Ａ２Ｂ２及び短絡部Ｂ１Ｃ１からのリード線に接続した。
【００３５】
この状態で抵抗体Ａ、Ｂ、ＣにＡＣ２００Ｖを印加した。その結果、３相デルタ結線として各抵抗体に電流を１０Ａずつ流すことができ、６ｋＷの電力を投入できることが確認できた。また、室温から５００℃までの昇温に９７分かかった。５００℃安定時におけるヒータの温度分布は、温度レンジ２℃となり、比較的フラットな分布が得られることが分かった。
【００３６】
［比較例１］
実施例１との比較のため、３つの抵抗体Ａ、Ｂ、Ｃに代えて図１（ｂ）に示す１本の抵抗体Ｑを基板１１のウエハ載置面１１ａとは反対の面に形成した以外は実施例１と同様にしてヒータを作製した。この抵抗体Ｑの抵抗値は６.６７Ωとし、その両端に設けた端子部に、単相２００Ｖを印加した。その結果、電流を３０Ａ流すことができたが、しばらくすると抵抗値が急に下がり、電流が流れすぎてブレーカーが落ちた。この原因は、抵抗体Ｑを構成する回路のうち、局所的に抵抗が高い部分で異常発熱を起こし、その付近の窒化アルミニウムの抵抗値が下がったため、リーク電流が流れたことによるものと考えられる。
【００３７】
［比較例２］
実施例１との比較のため、基板１１に直径２００ｍｍ、厚み１０ｍｍの窒化アルミニウム製部材を使用し、抵抗体Ｑの抵抗値を１６．７Ωとした以外は比較例１と同様にしてヒータを作製した。この抵抗体Ｑの両端に設けた端子部に、単相２００Ｖを印加した。その結果、電流は１２Ａ流れ、投入電力は２.４ｋＷであった。室温から５００℃までの昇温時間は１００分かかった。この比較例２と実施例１の結果から、電力比を６ｋＷ：２.４ｋＷ＝２.５：１とすることによって、ほぼ同じ昇温時間で室温から５００℃まで加熱できることが証明された。この電力比は面積比２.２５倍とほぼ同じである。
［実施例２］
【００３８】
図４に示す結線構造に代えて図６に示す結線構造にした以外は実施例１と同様にして３つの抵抗体Ａ、Ｂ、Ｃを具備するヒータを作製した。この抵抗体Ａ、Ｂ、Ｃのリード線に、実施例１と同様に三相サイリスタの３端子（Ｒ、Ｓ、Ｔ）を接続し、ＡＣ２００Ｖを印加した。その結果、３相デルタ結線として各抵抗回路に電流を１０Ａずつ流すことができ、６ｋＷの電力を投入できることが確認できた。また、室温から５００℃までの昇温に９７分かかった。
［実施例３］
【００３９】
３つの抵抗体Ａ、Ｂ、Ｃへの投入電力の比が外側から内側に向かって３：２：１となるようにするため、抵抗体Ａ、Ｂ、Ｃの抵抗値をそれぞれ４０Ω、２０Ω、１３Ωとした以外は実施例１と同様にしてヒータを作製した。この抵抗体Ａ、Ｂ、Ｃのリード線に、実施例１と同様に三相サイリスタの３端子（Ｒ、Ｓ、Ｔ）を接続し、ＡＣ２００Ｖを印加した。
【００４０】
その結果、抵抗体Ａに５Ａ、抵抗体Ｂに１０Ａ、抵抗体Ｃに１５.４Ａの電流が流れた。すなわち、抵抗体Ａに１０００Ｗ、抵抗体Ｂに２０００Ｗ、抵抗体Ｃに３０７６Ｗの電力を投入でき、合計約６ｋＷの電力を投入できることが確認できた。このように抵抗値の比を変えることで、外周側領域と内周側領域とで発熱量（発熱密度）に差異を生じさ得ることが確認できた。
［実施例４］
【００４１】
図４に示す結線構造に代えて図７(ａ)に示すジグザグ状の結線構造にした以外は実施例１と同様にして３つの抵抗体Ａ、Ｂ、Ｃを具備するヒータを作製した。ここで、各抵抗体の内周部Ｉ１の太い部分の幅は外周部Ｏ１の２倍にし、各抵抗体の抵抗値は全て２０Ωとした。この抵抗体Ａ、Ｂ、Ｃからなる結線構造体のリード線に、実施例１と同様に三相サイリスタの３端子（Ｒ、Ｓ、Ｔ）を接続し、ＡＣ２００Ｖを印加した。
【００４２】
その結果、３相デルタ結線として各抵抗体に電流を１０Ａずつ流すことができ、６ｋＷの電力を投入できることが確認できた。また、室温から５００℃までの昇温に９７分かかった。５００℃安定時におけるヒータの温度分布は外周部が高くて内周部が低い、いわゆるセンタークールな分布となり、温度レンジは５℃となった。
［実施例５］
【００４３】
図７(ａ)に代えて図７（ｂ）に示すように各抵抗体の外周部Ｏ２の太い部分の幅が内周部Ｉ２の２倍となるようにした。それ以外は実施例４と同様にして３つの抵抗体Ａ、Ｂ、Ｃを具備するヒータを作製し、実施例４と同様に３つの抵抗体Ａ、Ｂ、Ｃのリード線に三相サイリスタの３端子（Ｒ、Ｓ、Ｔ）を接続してＡＣ２００Ｖを印加した。その結果、３相デルタ結線として各抵抗体に電流を１０Ａずつ流すことができ、６ｋＷの電力を投入できることが確認できた。また、室温から５００℃までの昇温時間は９７分かかった。５００℃安定時におけるヒータの温度分布は内周部が高くて外周部が低い、いわゆるセンターホットな分布となり、温度レンジは５℃となった。
［実施例６］
【００４４】
図５に示すように、３つの抵抗体Ａ、Ｂ、Ｃからなる結線構造体が基板の内周側領域と外周側領域に１組ずつ設けられたヒータを作製した。ヒータの構造は図８（ａ）で示す形態にした。具体的には、直径４５０ｍｍ、厚み１０ｍｍの窒化アルミニウム製の基板１１のウエハ載置面１１ａとは反対の面に、スクリーン印刷法でＷペーストからなる回路パターンを形成した後、焼成して３ゾーン抵抗体からなる結線構造体１２を２組形成した。抵抗体Ａ、Ｂ、Ｃの抵抗値は全て２０Ωとした。
【００４５】
また、各々の結線構造体１２において、端子部からのリード線の取り出し、及びその該リード線への三相サイリスタの３端子（Ｒ、Ｓ、Ｔ）の接続も実施例１と同様にした。この状態で抵抗体Ａ、Ｂ、Ｃからなる結線構造体にＡＣ２００Ｖを印加した。その結果、抵抗体Ａ、Ｂ、Ｃの各々に電流を１０Ａずつ流すことができ、１２ｋＷの電力を投入できることが確認できた。また、内周側の３つの抵抗体Ａ、Ｂ、Ｃと外周側の３つの抵抗体Ａ、Ｂ、Ｃとをそれぞれ２つの三相サイリスタを用いて独立に制御することができ、内周側と外周側で電力比を変えることも可能であった。
［実施例７］
【００４６】
図５に示すように、３つの抵抗体Ａ、Ｂ、Ｃからなる結線構造体が基板の内周側領域と外周側領域に１組ずつ設けられたヒータを作製した。ヒータの構造は図８（ｂ）で示す形態にした。具体的には、直径４５０ｍｍ、厚み１０ｍｍの窒化アルミニウム製の基板２１のウエハ載置面１１ａと反対の面に、スクリーン印刷法でＷペーストからなる回路パターンを形成した後、焼成して３ゾーン抵抗体からなる結線構造体２２を２組形成した。抵抗体Ａ、Ｂ、Ｃの抵抗値は全て２０Ωとした。そして、もう一枚の直径４５０ｍｍ、厚み１０ｍｍの窒化アルミニウム製の背面プレート２３をホットプレス接合してヒータを作製した。
【００４７】
各々の結線構造体２２において、抵抗体Ａ、Ｂ、Ｃの結線構造、端子部からのリード線の取り出し及びその三相サイリスタとの接続については実施例６と同様にし、抵抗体Ａ、Ｂ、Ｃからなる結線構造体にＡＣ２００Ｖを印加した。その結果、抵抗体Ａ、Ｂ、Ｃの各々に電流を１０Ａずつ流すことができ、１２ｋＷの電力を投入できることが確認できた。また、内周側の３つの抵抗体Ａ、Ｂ、Ｃと外周側の３つの抵抗体Ａ、Ｂ、Ｃとをそれぞれ２つの三相サイリスタを用いて独立に制御することができ、内周側と外周側で電力比を変えることも可能であった。
［実施例８］
【００４８】
図５に示すように、３つの抵抗体Ａ、Ｂ、Ｃからなる結線構造体が基板の内周側領域と外周側領域に１組ずつ設けられたヒータを作製した。ヒータの構造は図８（ｃ）で示す形態にした。具体的には、最大外径４４０ｍｍ、厚み５０μｍのステンレス箔にエッチングして抵抗体の回路パターンを作製した。抵抗体Ａ、Ｂ、Ｃの抵抗値は全て２０Ωとした。電気絶縁体シート３３には、直径４５０ｍｍ、厚み０.５ｍｍの樹脂中に窒化硼素をフィラー分散させた電気絶縁性の樹脂を用いた。
【００４９】
基板３１には直径４５０ｍｍ、厚み４ｍｍの銅製の円板を使用し、背面プレート３４には、直径４５０ｍｍ、厚み４ｍｍのシリコンと炭化ケイ素との複合体を使用した。基板３１のＰ.Ｃ.Ｄ.４３０ｍｍの位置に、１２個の螺刻された有底穴を均等に配置し、これらに対応する背面プレート３４の位置に貫通穴を設けた。これら貫通穴に、ステンレス製のＭ３ネジ１２本をそれぞれ挿通し、基板３１の螺刻された有底穴に螺合させた。
【００５０】
各々の結線構造体３２において、抵抗体Ａ、Ｂ、Ｃの結線構造、端子部からのリード線の取り出し及びその三相サイリスタとの接続については実施例６及び７と同様にし、抵抗体Ａ、Ｂ、Ｃからなる結線構造体にＡＣ２００Ｖを印加した。その結果、抵抗体Ａ、Ｂ、Ｃの各々に電流を１０Ａずつ流すことができ、１２ｋＷの電力を投入できることが確認できた。また、内周側の３つの抵抗体Ａ、Ｂ、Ｃと外周側の３つの抵抗体Ａ、Ｂ、Ｃとをそれぞれ２つの三相サイリスタを用いて独立に制御することができ、内周側と外周側で電力比を変えることも可能であった。
【符号の説明】
【００５１】
１０、１１、２１、３１    基板
１２、２２、３２          結線構造体
２３、３４    背面プレート
３３          電気絶縁体シート
Ａ、Ｂ、Ｃ    抵抗体
Ａ１、Ａ２    端部
Ｂ１、Ｂ２    端部
Ｃ１、Ｃ２    端部
Ａ２Ｂ２、Ｂ１Ｃ１      短絡部
Ｅ            延長部
【図１】
2014029784.tif 000003
【図２】
2014029784.tif 000004
【図３】
2014029784.tif 000005
【図４】
2014029784.tif 000006
【図５】
2014029784.tif 000007
【図６】
2014029784.tif 000008
【図７】
2014029784.tif 000009
【図８】
2014029784.tif 000010