【事件の表示】
　特許第３１４５６６４号「半導体ウエハ加熱装置」の請求項１に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第３１４５６６４号の請求項１に係る特許を維持する。
【理　由】
１．手続の経緯
　本件特許第３１４５６６４号（請求項の数１）は、平成９年８月２９日の出願に係り、平成１３年１月５日に設定登録がなされ、その後、森田昭司及び宇田川政子よりそれぞれ特許異議の申立てがなされ、取消しの理由が通知され、その指定期間内である平成１４年２月１９日に訂正請求がなされたものである。
　
２．訂正の適否についての判断
　
（１）訂正の内容
  特許権者は本件特許明細書の記載を訂正明細書のとおりに訂正することを求めており、その具体的な内容は以下の通りのものと認める。
Ａ．特許請求の範囲の【請求項１】の、
「円盤状をしたセラミック基体の上面をウエハの保持面とし、その内部に抵抗発熱体を埋設してなるウエハ加熱装置において、上記保持面とは反対側の下面を基準面とし、該基準面から上記セラミック基体の厚みの０．０２〜０．６倍の距離に前記抵抗発熱体を配置するとともに、この抵抗発熱体の存在領域が略円形であって、その最外周が上記セラミック基体の側面から３５ｍｍ以内にあることを特徴とするウエハ加熱装置。」を、
「円盤状をしたセラミック基体の上面をウエハの保持面とし、その内部に抵抗発熱体を埋設
するとともに、上記セラミック基体の下面側に円筒状支持体を有する半導体
上記セラミック基体を窒化アルミニウムにより形成するとともに、
０．４
半導体
Ｂ．明細書の【発明の名称】、並びに、段落【０００１】、【００１２】、【００１６】及び【００４６】に記載された、
「ウエハ加熱装置」を、
「
半導体
Ｃ．明細書の段落【００１２】及び【００４６】に記載された、
「その内部に抵抗発熱体を埋設してなるウエハ加熱装置において、上記保持面とは反対側の下面を基準面とし、該基準面から上記セラミック基体の厚みの０．０２〜０．６倍の距離」を、
「その内部に抵抗発熱体を埋設
するとともに、上記セラミック基体の下面側に円筒状支持体を有する半導体
上記セラミック基体を窒化アルミニウムにより形成するとともに、
０．４
Ｄ．明細書の段落【００２０】に記載された、
「セラミック基体２の厚みＴの０．０２〜０．６倍の距離とするのは、セラミック基体２の厚みＴの０．６倍より上では、抵抗発熱体４がウエハＷの保持面３に近づきすぎるため、抵抗発熱体４が位置する保持面３上と、抵抗発熱体４のない保持面３上との温度差が大きくなりすぎるとともに、抵抗発熱体４の持つ抵抗バラツキに伴う温度バラツキによって、保持面３の温度バラツキが±１％を越え、」を、
「セラミック基体２の厚みＴの０．０２〜
０．４
０．４
大きくなり
Ｅ．明細書の段落【００２５】に記載された、
「耐摩耗性、耐熱性に優れるアルミナ、窒化珪素、サイアロン、窒化アルミニウムを用いることができ、この中でも特に窒化アルミニウムは５０Ｗ／ｍｋ以上」を、
「耐摩耗性、耐熱性に優
れる窒化
き、窒化
Ｆ．明細書の段落【００２８】に記載された、
「セラミック基体２の厚みＴの０．０２〜０．６倍の距離」を、
「セラミック基体２の厚みＴの０．０２〜
０．４
Ｇ．明細書の段落【００３９】に記載された、
「セラミック基体２の厚みＴの０．６倍より小さい位置では、保持面３における温度バラツキを１．０％以下に抑えることができる。」を、
「セラミック基体２の厚みＴの
０．４
未満
Ｈ．明細書の段落【００４１】に記載された、
「セラミック基体２の厚みＴの０．０２〜０．６倍の距離」を、
「セラミック基体２の厚みＴの０．０２〜
０．４
　
（２）訂正の目的の適否、新規事項の有無及び拡張・変更の存否
　訂正事項Ａは、訂正前の請求項１に記載された「ウエハ加熱装置」を、「半導体ウエハ加熱装置」として用途を特定するとともに、円盤状をしたセラミック基体下面側に円筒状支持体を有するものとその構造を特定し、セラミック基体の材質を「窒化アルミニウム」に特定し、さらに、抵抗発熱体の埋設位置について、基準面からの距離を減縮したものであるので、この訂正は、特許請求の範囲の減縮を目的とした明細書の訂正に該当し、上記の用途の特定については、願書に添付された明細書の段落【０００１】乃至【０００９】及び【００４７】の記載に、上記の構造の特定については、同段落【００１９】の記載及び【図１】【図２】【図４】に、上記の材質の特定については同段落【００２５】及び【００３３】乃至【００４５】の記載に、上記の埋設位置の減縮については、同段落【００３８】の表１に、それぞれ基いたものであるので、上記の点は、いずれも新規事項の追加に該当しない。
　訂正事項Ｂ乃至Ｈは、訂正事項Ａの訂正に伴い、対応する明細書の記載を特許請求の範囲の記載に整合させるものであり、明りょうでない記載の釈明を目的とした明細書の訂正に該当し、新規事項の追加に該当しない。　
　そして、上記いずれの訂正事項も、信頼性の高い大型のウエハ加熱装置の提供という課題に変更を及ぼすものでもないから、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものでもない。
　
（３）訂正の適否についての結論
　以上のとおりであるから、上記の訂正は、特許法第１２０条の４第２項及び同条第３項で準用する特許法第１２６条第２項及び第３項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
　
３．特許異議の申立てについての判断
　
（１）異議の申立ての理由の概要
　異議申立人森田昭司は、証拠として、甲第１号証（特開平４−８７１８０号公報、以下、「刊行物ａ」という。）、甲第２号証（特開平４−１０１３８１号公報、以下、「刊行物ｂ」という。）、甲第３号証特（開昭４９−４７９４７号公報、以下、「刊行物ｃ」という。）、甲第４号証（特開昭５７−１８７８８５号公報、以下、「刊行物ｄ」という。）、甲第５号証（特開平２−７５１８８号公報、以下、「刊行物ｅ」という。）及び甲第６号証（特開平８−２７４１４７号公報、以下、「刊行物ｆ」という。）を提出し、本件の訂正前の請求項１に係る発明は、刊行物ａに記載された発明であり、あるいは、刊行物ｃ乃至ｅに記載された周知技術を参酌すれば、刊行物ｂに実質的に記載された発明であるので、特許法第２９条第１項第３号の規定により、また、刊行物ｃ乃至ｅに記載された周知の技術的事項及び刊行物ｆに記載された公知の問題点を考慮すれば、刊行物ａ及びｂに記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるから、特許法第２９条第２項の規定により、特許を受けることができないものである旨を主張している。
　また、異議申立人宇田川政子は、証拠として、甲第１号証（特開平４−９８７８４号公報、以下、「刊行物ｇ」という。）、甲第２号証（特開平６−５２９７４号公報、以下、「刊行物ｈ」という。）、甲第３号証（特開平４−１０１３８１号公報、刊行物ｂ）、甲第４号証（特開平６−２５２０５５号公報、以下、「刊行物ｉ」という。）及び甲第５号証（特開平５−１７４９４９号公報、以下、「刊行物ｊ」という。）を提出し、本件の訂正前の請求項１に係る発明は、刊行物ｇ及びｈに記載された発明、あるいは刊行物ｇ及びｂに記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるから、特許法第２９条第２項の規定により特許を受けることができないものである旨（刊行物ｉ及びｊは予備的主張のために提出）を主張している。
　
（２）本件発明
　上記の訂正が認められたので、本件請求項１に係る発明は、訂正された特許請求の範囲の請求項１に記載された事項により特定されるとおりのものである。（上記「２．（１）Ａ．」参照。以下、「本件発明」という。）
　
（３）証拠の開示事項
　Ａ．上記刊行物ａには、「半導体ウエハー加熱用セラミックスヒーター」に関し、「緻密質セラミックスの基材内部に抵抗発熱体を埋設してなり、ウエハー加熱面を有する盤状セラミックスヒーターであって」（特許請求の範囲１．）、「抵抗発熱体２を円盤状基材の全体に螺旋状に埋設し」（第４頁左上欄第１８〜１９行）、「このセラミックスヒーターは、直径１５０ｍｍ、高さ２０ｍｍの円錐形である。抵抗発熱体は、半導体ウエハー加熱面から４ｍｍの深さに埋設した。また、抵抗発熱体の埋設位置については、半導体ウエハー加熱面の中心から５ｍｍ、１５ｍｍ、２５ｍｍ、３５ｍｍ、４５ｍｍ、５５ｍｍの位置を、螺旋状に巻回された抵抗発熱体が通るように埋設した。また、上記と同じように、直径１５０ｍｍ、高さ２０ｍｍの円盤状セラミックスヒーターを作製した。この材質、抵抗発熱体の埋設位置は、上記と同じにした。」（第６頁左上欄第９〜２０行）と記載され、第１図には、上記の「半導体ウエハー加熱用セラミックスヒーター」の周囲部をチャンバー１に取り付けた状態が実施例として示され、その説明として、「半導体ウエハーＷは、図示しないチャックないしはピンによって下方から支持され、ウエハー加熱面６ａからの熱で加熱される」（第２頁左下欄第２０行〜同頁右下欄第２行）と記載されている。
　Ｂ．上記刊行物ｂ（当審が取消しの理由に引用した刊行物１）には、図面とともに下記の事項が記載されている。
（ア）「緻密質セラミックスからなる盤状基体の内部に抵抗発熱体を埋設した構造の半導体ウエハー加熱装置であって、前記盤状基体のウエハー加熱面に対して垂直の投影図でみて、前記抵抗発熱体がウエハー設置領域のうち９０％以上の面積を実質的に包囲するように配置されている半導体ウエハー加熱装置。」（特許請求の範囲１．）
（イ）「第２図において、７は…（中略）…チャンバー、４はその内部に取付けられたウエハー加熱用の円盤状加熱装置であり、ウエハー加熱面１０の大きさは…（中略）…ウエハーＷを設置可能なサイズとしておく。」（第２頁右下欄第１３〜１７行）
（ウ）「抵抗発熱体としては、線材、薄いシート状等の形態のものが用いられる。」（第３頁右上欄第１０〜１２行）
（エ）「ウエハー加熱面１０は平滑面とすることが好ましく、特にウエハー加熱面１０にウエハーＷが直接セットされる場合には」（第３頁右上欄第１３〜１５行）
（オ）「本実施例の加熱装置では、抵抗発熱体２を、ウエハー加熱面１０に対して垂直な投影図でみて、ウエハー設置領域３を包囲するように配置している。即ち、抵抗発熱体２は、小径の螺旋状に巻回したものを、円盤状基体１内部に平面的にみて渦巻状に埋設してあり、ウエハー設置領域３の外側にも抵抗発熱体２を渦巻状に延設してある。そして、円形のウエハー加熱面１０に対して垂直な投影図でみて、これにより、円形のウエハー設置領域３の面積の９０％を占め、かつこのウエハー設置領域３と同心の円形基準領域８を、抵抗発熱体２が包囲することになる…（中略）…従って、本実施例ではたとえ円盤状基体１の側面への熱放散、熱伝達によって基体１の側周面から熱が失われても、円形基準領域８の外側にまで抵抗発熱体２を延設したので、半導体ウエハーＷの外周縁部での温度低下を防止できる。」（第３頁右上欄第１８行〜同頁左下欄第１５行）
（カ）「また、抵抗発熱体２の外周側末端Ｃとヒーター側周面との間は、窒化珪素焼結体をヒーター基体とした場合、３ｍｍ以上とすることがヒーター基体の強度を保持する上で好ましい。上記の例ではウエハー加熱面１０を上向きにしたが、ウエハー加熱面を下向きにし、ウエハーＷをピンにより下方から支持してもよい。」（第４頁右上欄第１３行〜２０行）
（キ）「以下実験例について述べる。イットリア＋アルミナ系の焼結助剤を含む窒化珪素原料からなる円盤状基体１の内部に、タングステン製の抵抗発熱体２を埋め込んだ加熱体を作製した（第１図）。基体は厚さ１５ｍｍ、直径１８０ｍｍで、ウエハー設置領域３は６インチ用を目的としたので直径１５０ｍｍの範囲である。円形基準領域８は、直径１４４ｍｍの範囲である。タングステン線は線径０．４ｍｍのもので、これを直径が４ｍｍの螺旋状に巻いたものである。」（第４頁左下欄第８〜１７行）
（ク）そして、第２図には、加熱装置をチャンバー７に取り付けた状態が、第１、３、５図には抵抗発熱体２の外周側末端Ｃが円形基準領域８の外側に位置する円盤状基体１が、第２、４図にはその厚みの略中央部に抵抗発熱体２を埋設した円盤状基体１の上面にウエハーＷを保持する態様がそれぞれ示されている。
　Ｃ．上記刊行物ｃ（同じく引用した刊行物３）には、「発熱素子」に関して、「焼成后の寸法が縦３５ｍｍ、横２８ｍｍ、厚み０．５ｍｍとなるアルミナセラミックス生シートの下基板並びに縦３２ｍｍ、横２８ｍｍ、厚み０．５ｍｍの同生シートよりなる上基板をそれぞれ用意し、このうち下基板に第１図に示すような導体パターン（リード取出部分を含む）をタングステンペーストによって厚み３０μに亘ってプリントし、このパターンが対向面となるように上記上下一対の基板を積層した后これを加熱炉内に入れて１３００℃で還元性雰囲気下で加熱して、これら基板を焼結一体とし、得られたものの上記リード取出部分に金ロウを用いて一対のリードを夫々接続して第２図の発熱素子を得る」（第３頁左下欄第１８行〜同頁右下欄第１０行）、「例えばセラミックス生シートの段階であらかじめ円筒状もしくは他の形状等となして焼結することにより所望の形状を備えた発熱素子とする」（４頁右下欄第１４〜１７行）と記載されている。
　Ｄ．上記刊行物ｄには、「コーデイエライトを主体とする低熱膨張性のセラミックスに、パラジウム金属又はパラジウム金属と白金との合金を埋設して抵抗発熱体を形成してなるセラミックヒーター」（特許請求の範囲）について、「厚さ１ｍｍのコーデイエライトの生シートを縦寸法１２５ｍｍ、横寸法８５ｍｍで切断し、乾燥する。…（中略）…生シートの片面に発熱体回路を印刷し８０℃で３０分間乾燥する。この印刷した生シートに同じ厚さの生シートを重ね…（中略）…圧着積層する。」（第２頁右下欄第１７行〜第３頁左上欄第５行）、「本発明セラミックヒーターは…（中略）…サウナバス如きの加熱装置として最良であるのは勿論のこと、工業的価値は大である。」（第４頁左上欄第１８行〜同頁右上欄第２行）と記載されている。
　Ｅ．上記刊行物ｅには、「主に燃焼機器の点火に用いるためのセラミック発熱体の発熱部の構造に関する」（第１頁右下欄第１〜２行）発明について、「セラミック発熱体１は第２図に示す如く、セラミックグリーンシート１Ａの表面に導電体ペースト３Ａを所定のパターンで被着し、これに同形のセラミックグリーンシート１Ｂを積層して焼成一体化して製造される」（第２頁右下欄第１０〜１４行）ことが図面とともに記載されている。
　Ｆ．上記刊行物ｆには、「ウエハ保持装置」について、「円板状をしたセラミックス製の基体１１の内部に２種類の第１発熱抵抗体１２、第２発熱抵抗体１３を埋設し、…（中略）…基体１１上にウエハ３０を載置するようにしたもの」（【００１７】）が図面とともに記載されている。
　Ｇ．上記刊行物ｇには、「一定円形領域を加熱するための緻密質セラミックスからなる円盤状機体の内部に抵抗発熱体を埋設した構造の半導体ウエハー加熱装置」（特許請求の範囲１．）について、「イットリア＋アルミナ系の焼結助剤を含む窒化珪素原料からなる円盤状基体１の内部に、タングステン製の抵抗発熱体２を埋め込んだ加熱装置４を作製した（第１図、第２図）。円盤状基体１は厚さ１５ｍｍ、直径１８０ｍｍで、ウエハー設置用円形加熱領域３は６インチ用を目的とし、直径１５０ｍｍの範囲である。」（第５頁左上欄第１２〜１８行）と記載され、第２図には、加熱装置がチャンバーに側面を支持されるように取り付けられ、上向きにされたウエハー加熱面１０にウエハーＷを支持する態様が示されている。
　Ｈ．上記刊行物ｈ（同じく引用した刊行物２）には、「盤状のウエハー加熱用セラミック部材に抵抗発熱体を埋設したセラミックスヒーターにおいて、前記抵抗発熱体が断面扁平でアスペクト比が１．５〜３のコイル状であり、前記抵抗発熱体の扁平面が前記抵抗発熱体の径方向になるよう埋設したことを特徴とするセラミックスヒーター」（【特許請求の範囲】【請求項１】）について、実施例として、各セラミックスヒーターのコイル形状の最上点から最下点の高さＢが２〜４ｍｍ（アスペクト比１．５〜３）のものを最上点および最下点からセラミック部材１の表面までの厚みＣ１、Ｃ２をＣ１＝Ｃ２＝５ｍｍとしたものが示され、Ｃ１とＣ２との厚さを５ｍｍとしたのは、抵抗発熱体のコイル形状がセラミック部材表面の温度分布に影響しないようにするためであること（【００１０】及び【表１】参照）が記載されている。
　Ｉ．上記刊行物ｉには、加熱装置について、「緻密質セラミックスからなる円盤状基体２の内部に抵抗発熱体３Ａ，３Ｂが埋設されて……加熱面２ｂ側に、半導体ウエハー等を設置する」（【０００９】）、「円盤状基体２を構成する緻密質セラミックスには、耐熱性、耐熱衝撃性が求められる。このため、窒化珪素、サイアロン、窒化アルミニウム等の窒化物セラミックスが特に好ましい。」（【００１１】）と記載されている。
　Ｊ．上記刊行物ｊ（同じく引用した刊行物４）には、「金属製の面状発熱体を、２枚の窒化アルミニウム焼結体の間又は窒化アルミニウム焼結体と他のセラミックスとの間に密着介装したことを特徴とするセラミックスヒータ」（【特許請求の範囲】【請求項１】）について、「〔実施例１〕　Ｆｅ−２０Ｃｒ−５Ａｌステンレス鋼の３０μｍ厚さの箔を用い、エッチングにより大きさ４５×２５ｍｍ、抵抗６０Ωの面状発熱体を製作し、５０ｍｍ×３０ｍｍ×厚さ１ｍｍ、熱伝導率１５０Ｗ／ｍＫの窒化アルミニウム焼結体に圧力２００ｇ／ｃｍ２をかけて挾み込み、セラミックスヒータを製作した。」（【００１５】【実施例】）、「〔実施例２〕　Ｆｅ−２０Ｃｒ−５Ａｌステンレス鋼の３０μｍ厚さの箔を用い、エッチングにより大きさ１９０×１９０ｍｍ、抵抗５Ωの面状メッシュ発熱体を作製した。……これを２００×２００ｍｍ×厚さ１０ｍｍの窒化アルミニウム焼結体に５００ｇ／ｃｍ２の圧力で挾み、セラミックスヒータを作製した。」（【００１７】）と記載されている。
　
（４）対比・判断
　本件発明と、刊行物ｂに記載された発明とを対比する。
　刊行物ｂには、上記摘示した記載（ア）及び（イ）から、円盤状をしたセラミックス基体の内部に抵抗発熱体を埋設してなる半導体ウエハー加熱装置が記載されており、上記記載（エ）、（カ）及び第２、４図の記載から、該半導体ウエハー加熱装置が、円盤状基体の上面をウエハーの保持面とすることが示されているものと認められる。また、上記記載（キ）に示される実験例において、基体の直径１８０ｍｍ、円形基準領域は直径１４４ｍｍの範囲内ということであるので、上記円形基準領域が、基体と同心であれば、その外周は、基体の外周面から１８０−１４４／２＝１８ｍｍということになる。そして上記記載（オ）の、「円形基準領域８を、抵抗発熱体２が包囲する」及び「円形基準領域８の外側にまで抵抗発熱体２を延設」の記載、及び第１〜３図の図示内容から、抵抗発熱体の最外周は、上記円形基準領域の外周の外側にあることになるので、前記実験例においては、抵抗発熱体の最外周は基板の側面から１８ｍｍ以内の範囲にあることになる。さらに、該実験例における抵抗発熱体は渦巻状に埋設されており、その存在領域は図面を参照しても「略円形」であることは明らかである。
　以上の点によれば、刊行物ｂには、「円盤状をしたセラミック基体の上面をウエハの保持面とし、その内部に抵抗発熱体を埋設してなる半導体ウエハ加熱装置において、この抵抗発熱体の存在領域が略円形であって、その最外周が上記セラミック基体の側面から１８ｍｍ以内にある半導体ウエハ加熱装置」が記載されているということができ、この点で、本件発明と刊行物ｂに記載された発明とは一致しているが、両者は少なくとも下記の点で相違している。
［相違点１］
　本件発明の半導体ウエハ加熱装置が「セラミック基体の下面側に円筒状支持体を有する」ものであるのに対し、刊行物ｂには「円筒状支持体」については何ら記載されていない点。
［相違点２］
　本件発明において、抵抗発熱体が、ウエハ保持面とは反対側の下面を基準面とし、該基準面からセラミック基体の厚みの０．０２〜０．４倍の距離に配置されるのに対し、刊行物１には、抵抗発熱体がセラミック基体の下面からどの程度の距離に配置されるのか明記されていない点。
　そこで上記の相違点について検討する。
［相違点１］について
　上記刊行物ａ及びｇには、上記刊行物ｂと同様に、セラミック基体の外周側面をチャンバーで支持する態様が図示されているにすぎず、また、上記刊行物ｃ〜ｆ、ｈ〜ｊのいずれにも、加熱装置の基体を支持する機構については何も記載されていない。
　すなわち、上記いずれの刊行物にも、セラミック基体の下面側に円筒状支持体を設けることが記載あるいは示唆されていない。
［相違点２］について
　上記刊行物ａに記載された直径１５０ｍｍ、高さ２０ｍｍの円錐形のセラミックスヒーターにおいて、加熱面から４ｍｍの深さに埋設された抵抗発熱体の、反加熱面からの距離は中心部から遠ざかるにしたがって小さくなり、最外の中心から５５ｍｍの位置では反加熱面である上面からの距離が１．３３ｍｍとなり、これは当該部位におけるセラミックスヒーターの厚みの０．２５倍ということになるが、中心から４５ｍｍ以内の位置では、上記反加熱面から抵抗発熱体までの距離はセラミックスヒーターの０．５倍以上となる。
　すなわち、刊行物ａには、ウエハ保持面とは反対側の面からセラミック基体の厚みの０．０２〜０．４倍の距離に抵抗発熱体を配置するという条件を、セラミック基体の一部の領域において満たすものが記載されてはいるが、全体的には、上記条件を満たしているとは到底いえず、刊行物ａに記載された構成を刊行物ｂに記載のものに単に組み合わせたとしても、本件発明の［相違点２］に係る構成に至らないことは明らかである。
　さらに他の上記刊行物に記載された加熱装置について検討しても、抵抗加熱体を、基体の厚みの半分より反加熱面に偏倚した高さに埋設しているものを認めることはできない。
　
　そして、本件発明は、上記の［相違点１］及び［相違点２］に係る構成を具備することにより、「急速昇温を繰り返したとしても熱応力により破損することがなく、また、ウエハＷの保持面における均熱性を高めることができる」という明細書に記載の作用効果を奏するものと認められる。
　したがって、本件発明は、上記刊行物ａ乃至ｊのいずれかに記載された発明であるとも、それらの発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものともいうことはできない。
　
（５）むすび
　以上のとおりであるから、特許異議申立ての理由及び証拠によっては、本件発明についての特許を取り消すことはできない。
　また、他に本件発明についての特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１４年７月１２日（２００２．７．１２）
【訂正の要旨】
訂正の要旨
（１）訂正事項ａ
　特許請求の範囲の【請求項１】の、
「円盤状をしたセラミック基体の上面をウエハの保持面とし、その内部に抵抗発熱体を埋設してなるウエハ加熱装置において、上記保持面とは反対側の下面を基準面とし、該基準面から上記セラミック基体の厚みの０．０２〜０．６倍の距離に前記抵抗発熱体を配置するとともに、この抵抗発熱体の存在領域が略円形であって、その最外周が上記セラミック基体の側面から３５ｍｍ以内にあることを特徴とするウエハ加熱装置。」を、
「円盤状をしたセラミック基体の上面をウエハの保持面とし、その内部に抵抗発熱体を埋設
するとともに、上記セラミック基体の下面側に円筒状支持体を有する半導体
上記セラミック基体を窒化アルミニウムにより形成するとともに、
０．４
半導体
（２）訂正事項ｂ
　明細書の【発明の名称】、並びに、段落【０００１】、【００１２】、【００１６】及び【００４６】に記載された、
「ウエハ加熱装置」を、
「
半導体
（３）訂正事項ｃ
　明細書の段落【００１２】及び【００４６】に記載された、
「その内部に抵抗発熱体を埋設してなるウエハ加熱装置において、上記保持面とは反対側の下面を基準面とし、該基準面から上記セラミック基体の厚みの０．０２〜０．６倍の距離」を、
「その内部に抵抗発熱体を埋設
するとともに、上記セラミック基体の下面側に円筒状支持体を有する半導体
上記セラミック基体を窒化アルミニウムにより形成するとともに、
０．４
（４）訂正事項ｄ
　明細書の段落【００２０】に記載された、
「セラミック基体２の厚みＴの０．０２〜０．６倍の距離とするのは、セラミック基体２の厚みＴの０．６倍より上では、抵抗発熱体４がウエハＷの保持面３に近づきすぎるため、抵抗発熱体４が位置する保持面３上と、抵抗発熱体４のない保持面３上との温度差が大きくなりすぎるとともに、抵抗発熱体４の持つ抵抗バラツキに伴う温度バラツキによって、保持面３の温度バラツキが±１％を越え、」を、
「セラミック基体２の厚みＴの０．０２〜
０．４
０．４
大きくなり
（５）訂正事項ｅ
　明細書の段落【００２５】に記載された、
「耐摩耗性、耐熱性に優れるアルミナ、窒化珪素、サイアロン、窒化アルミニウムを用いることができ、この中でも特に窒化アルミニウムは５０Ｗ／ｍｋ以上」を、
「耐摩耗性、耐熱性に優
れる窒化
き、窒化
（６）訂正事項ｆ
　明細書の段落【００２８】に記載された、
「セラミック基体２の厚みＴの０．０２〜０．６倍の距離」を、
「セラミック基体２の厚みＴの０．０２〜
０．４
（７）訂正事項ｇ
　明細書の段落【００３９】に記載された、
「セラミック基体２の厚みＴの０．６倍より小さい位置では、保持面３における温度バラツキを１．０％以下に抑えることができる。」を、
「セラミック基体２の厚みＴの
０．４
未満
（８）訂正事項ｈ
　明細書の段落【００４１】に記載された、
「セラミック基体２の厚みＴの０．０２〜０．６倍の距離」を、
「セラミック基体２の厚みＴの０．０２〜
０．４
（５４）【発明の名称】
半導体
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】円盤状をしたセラミック基体の上面をウエハの保持面とし、その内部に抵抗発熱体を埋設
するとともに　上記セラミック基体の下面側に円筒状支持体を有する半導体
上記セラミック基体を窒化アルミニウムにより形成するとともに、
４
半導体
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【発明の属する技術分野】
　本発明は、特に、半導体装置の製造工程におけるプラズマＣＶＤ、減圧ＣＶＤ、光ＣＶＤ、ＰＶＤなどの成膜装置や、プラズマエッチング、光エッチングなどのエッチング装置に用いられる半導体ウエハ加熱装置に関するものである。
　【０００２】
　【従来の技術】
　従来、半導体装置の製造工程で使用されるプラズマＣＶＤ、減圧ＣＶＤ、光ＣＶＤ、ＰＶＤなどの成膜装置や、プラズマエッチング、光エッチングなどのエッチング装置においては、デポジッション用ガスやエッチング用ガス、あるいはクリーニング用ガスとして塩素系やフッ素系の腐食性ガスが使用されていた。
　【０００３】
　また、これらのガス雰囲気中で半導体ウエハ（以下、ウエハと略称する。）を保持しつつ加工温度に加熱するためのウエハ加熱装置として、抵抗発熱体を内蔵したステンレスヒーターが使用されていた。
　【０００４】
　しかしながら、ステンレスヒーターは、上記腐食性ガスに曝されると腐食摩耗し、パーティクルが発生するといった問題点があった。
　【０００５】
　一方、腐食性ガスに対して比較的優れた耐蝕性を有するグラファイトによりウエハ加熱装置を形成し、このウエハ加熱装置をチャンバー外に設置された赤外線ランプによって間接的に加熱することも行われているが、直接加熱のものに比べて熱効率が悪いといった問題点があった。しかも、成膜装置においては膜がチャンバーの壁面に堆積し、この膜での熱吸収が発生することから、ウエハ加熱装置を加熱できなくなるといった不都合もあった。
　【０００６】
　そこで、このような問題点を解消するウエハ加熱装置として、円盤状をした緻密質のセラミック基体の内部に、高融点金属からなる抵抗発熱体を埋設したセラミックヒーターが提案されている（特開平４−１０１３８１号公報参照）。
　【０００７】
　【発明が解決しようとする課題】
　ところで、近年、半導体装置の集積度の向上に伴ってウエハの外径が当初６インチてあったものが８インチ、１２インチと大きくなっており、ウエハの大型化に伴ってウエハ加熱装置も大型のものが要求されるようになっていた。
　【０００８】
　また、ウエハの加熱温度も年々上昇し、従来４００℃程度であったものが、５５０℃、さらには８５０℃以上の高温で処理されるようになり、さらには生産効率を高めるために急速昇温が可能なウエハ加熱装置が求められるようになっていた。
　【０００９】
　しかしながら、８インチ以上の大きさを有するセラミックヒーターを５５０℃以上の温度に発熱させると、昇温時にセラミックヒーター内に発生する熱応力が大きくなり、割れ易いという課題があった。
　【００１０】
　【発明の目的】
　本発明の目的は、５５０℃以上の高温に急速に昇温しても破損することがなく、繰り返し使用可能な信頼性の高い大型のウエハ加熱装置を提供することになる。
　【００１１】
　【課題を解決するための手段】
　本年発明者は、抵抗発熱体を埋設したセラミックヒーターからなるウエハ加熱装置における破損の原因について鋭意研究を重ねたところ、セラミック基体内における抵抗発熱体の存在領域と抵抗発熱体の埋設位置が関係していることを突き止めた。
　【００１２】
　即ち、本発明は、円盤状をしたセラミック基体の上面をウエハの保持面とし、その内部に抵抗発熱体を埋設するとともに、上記セラミック基体の下面側に円筒状支持体を有する半導体ウエハ加熱装置において、上記セラミック基体を窒化アルミニウムにより形成するとともに、上記保持面とは反対側の下面を基準面とし、該基準面から上記セラミック基体の厚みの０．０２〜０．４倍の距離に前記抵抗発熱体を配置するとともに、この抵抗発熱体の存在領域が略円形であって、その最外周が上記セラミック基体の側面から３５ｍｍ以内の距離に位置するようにしたことを特徴とするものである。
　【００１３】
　なお、本発明の半導体ウエハ加熱装置は、抵抗発熱体がどのようなヒーターパターンを有するものであっても構わないが、略円盤状をしたウエハを均一に加熱するために、抵抗発熱体が存在する領域の形状を略円形とすることが望ましい。また、抵抗発熱体の最外周からセラミック基体の側面までの距離とは、ヒーターパターンのうち最も外側に位置する抵抗発熱体からセラミック基体の側面までの距離のことである。
　【００１４】
　【発明の実施の形態】
　以下、本発明の実施形態について説明する。
　【００１５】
　図１はサセプタと呼ばれる本発明の半導体ウエハ加熱装置１を示す斜視図、図２は図１のＸ−Ｘ線断面図、図３は抵抗発熱体４のヒーターパターンを示す模式図である。
　【００１６】
　この半導体ウエハ加熱装置１（以下、単にウエハ加熱装置という）は、円盤状をした緻密質のセラミック基体２からなり、上面をウエハＷの保持面３とするとともに、その内部に抵抗発熱体４を埋設してある。セラミック基体２の厚みＴは通常５〜２５ｍｍ程度で、上記保持面３と反対側の下面を基準面５とし、この基準面５から上記セラミック基体２の厚みＴの０．０２〜０．４倍の距離に前記抵抗発熱体４を配置してある。
　【００１７】
　この抵抗発熱体４のヒーターパターンは、図３に示すように中央から外周へ向かう渦巻き状とし、抵抗発熱体４の存在領域Ｐが略円形となるように構成してあり、略円盤状をしたウエハを均一に加熱することができる。
　【００１８】
　なお、ヒーターパターンの中央に位置する抵抗発熱体４の一方端は、基準面５の中央付近にロウ付け固定した外部端子７と接続するとともに、ヒーターパターンの周縁に位置する抵抗発熱体４の他方端は、上記抵抗発熱体４より下層に設けた導体８を介して基準面５の中央付近にロウ付け固定したもう一方の外部端子７と接続してあり、両外部端子７に電圧を印加することで抵抗発熱体４を発熱させ、保持面４に載置したウエハＷを加熱するようになっている。
　【００１９】
　また、９はウエハ加熱装置１をチャンバー内に設置するとともに、上記外部端子７がチャンバー内の腐食性ガスに曝されるのを防ぐための円筒状支持体である。
　【００２０】
　ところで、抵抗発熱体４の埋設位置を、セラミック基体２の基準面５からセラミック基体２の厚みＴの０．０２〜０．４倍の距離とするのは、セラミック基体２の厚みＴの０．４倍より上では、抵抗発熱体４がウエハＷの保持面３に近づきすぎるため、抵抗発熱体４が位置する保持面３上と、抵抗発熱体４のない保持面３上との温度差が大きくなりすぎるとともに、抵抗発熱体４の持つ抵抗バラツキに伴う温度バラツキによって、保持面３の温度バラツキが大きくなり、均熱化が阻害されるからであり、逆に、セラミック基体２の厚みＴの０．０２倍より下では、急速昇温時に抵抗発熱体４とセラミック基体２の保持面３との間に大きな熱応力が加わり、図４（ａ）に示すような基準面５を起点とするセラミック基体２の割れ易くなるからである。
　【００２１】
　また、急速昇温を実現するためには、セラミック基体２の側面６から抵抗発熱体４の最外周までの距離Ｌを３５ｍｍ以内とすることが重要である。
　【００２２】
　これは、セラミック基体２の側面６から抵抗発熱体４の最外周までの距離Ｌが３５ｍｍより大きくなると、セラミック基体２の側面６と抵抗発熱体４との間に大きな熱応力が加わり、図４（ｂ）に示すような側面６を起点とするセラミック基体２の割れが発生するからである。しかも、セラミック基体２の外径がウエハＷと同等、あるいはウエハＷより若干小さい場合、抵抗発熱体４の存在領域ＰがウエハＷより小さくなりすぎるため、ウエハＷの周縁部における均熱性が低下し、この周縁部よりチップを取り出すことができないといった不都合があるからである。ただし、セラミック基体２の側面６から抵抗発熱体４の最外周までの距離Ｌを０．５ｍｍより小さくすることは製造上難しい。
　【００２３】
　従って、セラミック基体２の側面６から抵抗発熱体４の最外周までの距離Ｌは０．５〜３５ｍｍとすることが良い。
　【００２４】
　なお、本実施形態では、抵抗発熱体４のヒーターパターンとして、渦巻き状をした例を示したが、本発明のヒーターパターンはこの渦巻き状をしたものだけに限定されるものではなく、例えば、図５（ａ）（ｂ）に示すようなさまざまなヒーターパターンを採用することができ、抵抗発熱体４の存在領域Ｐの形状が略円形をしたものであれば良い。
　【００２５】
　一方、ウエハ加熱装置１を構成するセラミック基体２の材質としては、耐摩耗性、耐熱性に優れる窒化アルミニウムを用いることができ、窒化アルミニウムは５０Ｗ／ｍｋ以上、さらには１００Ｗ／ｍｋ以上の高い熱伝導率を有するとともに、フッ素系や塩素系等の腐食性ガスに対する耐蝕性や耐プレズマ性にも優れることから、セラミック基体２の材質として好適である。
　【００２６】
　また、セラミック基体２に埋設する抵抗発熱体４は、線材や薄いシート膜状の形態をしたものを用いることができるが、昇温時間をより短くできる点で薄いシート膜の方が好ましい。さらに、抵抗発熱体４を構成する材質としては、タングステン、モリブデン、レニュウム、白金等の高融点金属やこれらの合金、あるいは周期律表第４ａ族、第５ａ族、第６ａ族の炭化物や窒化物を用いることができ、セラミック基体２との熱膨張差の小さいものを適宜選択して使用すれば良い。
　【００２７】
　このようなウエハ加熱装置１を製造する方法としては、抵抗発熱体４が薄いシート膜状である時には、まず、セラミック基体２をなすセラミック粉末に、バインダーや溶媒等を加えて泥漿を作製し、ドクターブレード法などのテープ成形法により複数枚のグリーンシートを形成したあと、予め数枚のグリーンシートを積層し、その上面に抵抗発熱体４をなすペーストをスクリーン印刷機にて抵抗発熱体４の存在領域Ｐが略円形をした図３に示す中央から外周へ向かう渦巻き状のヒーターパターンに形成する。
　【００２８】
　そして、残りのグリーンシートを積層してグリーンシート積層体を製作したあと、円盤状に切削する。なお、この積層工程において、焼成後のグリーンシートの収縮を考慮して抵抗発熱体４の埋設位置が基準面５からセラミック基体２の厚みＴの０．０２〜０．４倍の距離に位置するとともに、セラミック基体２の側面６から抵抗発熱体４の最外周までの距離Ｌが３５ｍｍ以下となるように設計することが必要である。
　【００２９】
　しかるのち、セラミック粉末を焼結させることができる温度にて上記グリーンシート積層体を焼成することにより、薄いシート膜状の抵抗発熱体４を埋設してなるセラミック基体２を形成したあと、セラミック基体２の上面に研摩加工を施してウエハＷの保持面３を形成するとともに、下面に研摩加工を施して基準面５を形成し、この基準面５の中央付近に上記抵抗発熱体４を貫通する２つの下穴をそれぞれ穿設したあと、この下穴に外部端子７をロウ付けすることにより、抵抗発熱体４と外部端子７を電気的に接続すれば良い。
　【００３０】
　また、抵抗発熱体４が線材である時には、まず、セラミック基体２をなすセラミック粉末に、バインダーや溶媒等を加えて混練乾燥したあと造粒して顆粒を製作し、この顆粒を円盤状をした金型内に充填して、上パンチにより溝を形成したあと、この溝に抵抗発熱体４をなす線材を抵抗発熱体４の存在領域Ｐが略円形をした図３に示す中央から外周へ向かう渦巻き状のヒーターパターンに設置し、さらに顆粒を充填してホットプレス成形することにより、線材の抵抗発熱体４を埋設したセラミック基体２を形成する。
　【００３１】
　しかるのち、セラミック基体２の上面に研摩加工を施してウエハＷの保持面３を形成するとともに、下面に研摩加工を施して基準面５を形成し、この基準面５の中央付近に上記抵抗発熱体４を貫通する２つの下穴をそれぞれ穿設したあと、この下穴に外部端子７をロウ付けすることにより、抵抗発熱体４と外部端子７を電気的に接続すれば良い。
　【００３２】なお、図１ではセラミック基体２の内部に抵抗発熱体４のみを備えたウエハ加熱装置１について示したが、本発明は、図６に示すようなウエハＷの保持面３と抵抗発熱体４との間に静電吸着用やプラズマ発生用としての膜状電極１０を埋設したものであっても良いことは言うまでもない。
　【００３３】
（実施例１）
　ここで、抵抗発熱体４の埋設位置を異ならせた図１のウエハ加熱装置１を用意し、保持面３の温度バラツキと熱サイクルを加えた時のセラミック基体２の割れ発生率について実験を行った。
　【００３４】
　本実験では、外径３００ｍｍ、厚みＴ１７ｍｍの円盤状をしたセラミック基体２を、純度９９．９％の窒化アルミニウム質焼結体により形成し、その内部にシート膜状のタングステンからなる抵抗発熱体４を埋設したものを使用した。また、抵抗発熱体４のヒーターパターンは存在領域Ｐが略円形をした図３に示す渦巻き状とし、セラミック基体２の側面６から抵抗発熱体４の最外周までの距離Ｌを１０ｍｍとした。
　【００３５】
　そして、抵抗発熱体４の埋設位置を異ならせたウエハ加熱装置１に電圧を印加して飽和温度が８５０℃となるように発熱させ、保持面３上の温度分布を商品名：サーモビュアーで測定し、最大温度と最小温度の差が平均温度に対して何％であるかを測定した。
　【００３６】
　次に、抵抗発熱体４の埋設位置を異ならせたウエハ加熱装置１を各３０個づつ用意し、５０℃／分の速度で８５０℃まで昇温したあと、この飽和温度で２時間保持し、そのあと１５０℃まで冷却する熱サイクル試験を５００サイクル行ったあとの割れ発生率を測定した。
　【００３７】
　それぞれの結果は表１に示す通りである。
　【００３８】
　【表１】
　【００３９】
　この結果、抵抗発熱体４の埋設位置がセラミック基体２の基準面５からセラミック基体２の厚みＴの０．４倍より小さい位置では、保持面３における温度バラツキを１．０％未満に抑えることができる。
　【００４０】ただし、抵抗発熱体４の埋設位置がセラミック基体２の基準面５からセラミック基体２の厚みＴの０．０２倍より小さくなりすぎると、セラミック基体２の割れが発生した。
　【００４１】
　この結果、抵抗発熱体４の埋設位置は、セラミック基体２の基準面５からセラミック基体２の厚みＴの０．０２〜０．４倍の距離に配置すれば良いことが判る。
　【００４２】
（実施列２）
　次に、抵抗発熱体４の埋設位置を、セラミック基体２の基準面５からセラミック基体２の厚みＴの０．１倍の距離に設定し、セラミック基体２の側面６から抵抗発熱体４の最外周までの距離Ｌをそれぞれ変化させたウエハ加熱装置１を各３０個づつ用意し、実施例１と同様に５０℃／分の速度で８５０℃まで昇温したあと、この飽和温度で２時間保持し、そのあと１５０℃まで冷却する熱サイクル試験を５００サイクル行ったあとの割れ発生率を測定した。
　【００４３】
　それぞれの結果は表２に示す通りである。
　【００４４】
　【表２】
　【００４５】
　この結果、セラミック基体２の側面６から抵抗発熱体４の最外周までの距離Ｌを３５ｍｍ以内とすればセラミック基体２に割れを生じることがなかった。
　【００４６】
　【発明の効果】
　以上のように、本発明によれば、円盤状をしたセラミック基体の上面をウエハの保持面とし、その内部に抵抗発熱体を埋設するとともに、上記セラミック基体の下面側に円筒状支持体を有する半導体ウエハ加熱装置において、上記セラミック基体を窒化アルミニウムにより形成するとともに、上記保持面とは反対側の下面を基準面とし、該基準面から上記セラミック基体の厚みの０．０２〜０．４倍の距離に前記抵抗発熱体を配置するとともに、この抵抗発熱体の存在領域が略円形であって、その最外周が上記セラミック基体の側面から３５ｍｍ以内の距離に位置するようにしたことから、急速昇温を繰り返したとしても熱応力により破損することがなく、また、ウエハＷの保持面における均熱性を高めることができる。
　【００４７】
　その為、本発明のウエハ加熱装置を用いれば、成膜速度やエッチング速度を高め、半導体装置の生産効率を向上させることができるとともに、常に品質の高い半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
　【図１】サセプタと呼ばれる本発明のウエハ加熱装置を示す斜視図である。
　【図２】図１のＸ−Ｘ線断面図である。
　【図３】抵抗発熱体のヒーターパターンを示す模式図である。
　【図４】（ａ）（ｂ）はセラミック基体の割れ発生状況を示す模式図である。
　【図５】（ａ）（ｂ）は抵抗発熱体の他のヒーターパターンを示す模式図である。
　【図６】本発明の他のウエハ加熱装置を示す縦断面図である。
　【符号の説明】
　１・・・半導体ウエハ加熱装置、　２・・・セラミック基体、
　３・・・保持面、４・・・抵抗発熱体、　５・・・基準面、
　６・・・側面、７・・・外部端子、８・・・導体、
　９・・・円筒状支持体、１０・・・膜状電極、Ｗ・・・半導体ウエハ