(57)【要約】【課題】抵抗発熱体の抵抗値を精度良く調整でき、基板加熱面の均熱性を確保することが可能な基板加熱装置の製造方法を提供する。【解決手段】  セラミックス焼結体を作製する（Ｓ１０１）。セラミックス焼結体上に抵抗発熱体を形成する（Ｓ１０２）。セラミックス成形体を積層し、セラミックス焼結体と、抵抗発熱体と、セラミックス成形体を一体的に焼成する（Ｓ１０３）。基体と管状部材とを接合する（Ｓ１０５）。抵抗発熱体と端子とを接続する（Ｓ１０６）。処理前加熱装置の基板加熱面の温度分布を測定する（Ｓ１０７）。抵抗発熱体を変質させる変質処理を行って、抵抗値を調整する（Ｓ１０８）。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
抵抗発熱体が形成され、基板加熱面を有する基体を作製する工程と、
前記抵抗発熱体を変質させる変質処理により、前記抵抗発熱体の抵抗値を調整する工程と
を有することを特徴とする基板加熱装置の製造方法。
【請求項２】
前記抵抗発熱体にレーザー光を照射することにより前記変質処理を行って前記抵抗値を調整することを特徴とする請求項１に記載の基板加熱装置の製造方法。
【請求項３】
前記抵抗発熱体が埋設された前記基体を作製することを特徴とする請求項１又は２に記載の基板加熱装置の製造方法。
【請求項４】
前記基体作製後に前記変質処理を行って前記抵抗値を調整することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の基板加熱装置の製造方法。
【請求項５】
前記基板加熱面の温度分布を測定する工程を有し、
前記温度分布の測定結果に応じて前記変質処理を行って前記抵抗値を調整することを特徴とする請求項４に記載の基板加熱装置の製造方法。
【請求項６】
前記基体を作製する工程において、前記抵抗発熱体の一部を除去する加工を行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の基板加熱装置の製造方法。
【請求項７】
前記基体は、窒化アルミニウム焼結体であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の基板加熱装置の製造方法。
【請求項８】
基板加熱面を有する基体と、
該基体に形成され、変質処理により抵抗値が調整された抵抗発熱体と
を備えることを特徴とする基板加熱装置。
【請求項９】
前記抵抗発熱体は、レーザー光の照射による前記変質処理により前記抵抗値が調整されていることを特徴とする請求項８に記載の基板加熱装置。
【請求項１０】
前記抵抗発熱体は、前記基体に埋設されていることを特徴とする請求項８又は９に記載の基板加熱装置。
【請求項１１】
前記抵抗発熱体は、切欠部又は溝部の少なくとも一つを有することを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の基板加熱装置。
【請求項１２】
前記基体は、窒化アルミニウム焼結体であることを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか１項に記載の基板加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板加熱装置の製造方法及び基板加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体製造や液晶製造では、基板の加熱にセラミック製のヒータが用いられている。ヒータには、均質な半導体製品を得るために、基板加熱面を均一な温度に保つことが求められている。そのため、均熱性を確保するための様々な技術が提案されている。例えば、セラミックスの基板表面に形成された抵抗発熱体に、切欠や溝を加工により形成する技術が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。特許文献１〜３には、セラミックスの基板表面に形成された抵抗発熱体の一部を除去する加工を施した後、金属被覆層を形成するヒータの製造方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−１７５８６７号公報
【特許文献２】特開２００２−２０３６６６号公報
【特許文献３】特開２００２−２４６１５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、切欠や溝の加工だけで抵抗発熱体の抵抗値を調整する方法では、抵抗発熱体の抵抗値を精度良く調整して、基板加熱面の均熱性を確保することが困難な場合があった。又、抵抗発熱体の形状によっては、抵抗値を厳密に調整するための加工が困難な場合もあった。更に、抵抗発熱体形成後の工程内容によっては、抵抗発熱体を形成した時点で抵抗値を調整したとしても、その後の工程において抵抗値が変動してしまい、均熱性を維持できないおそれもあった。
【０００４】
そこで、本発明は、抵抗発熱体の抵抗値を精度良く調整でき、基板加熱面の均熱性を確保することが可能な基板加熱装置の製造方法及び基板加熱面の均熱性が確保された基板加熱装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の基板加熱装置の製造方法は、抵抗発熱体が形成され、基板加熱面を有する基体を作製する工程と、抵抗発熱体を変質させる変質処理により、抵抗発熱体の抵抗値を調整する工程とを有することを特徴とする。このような製造方法によれば、抵抗発熱体を変質させて抵抗値を調整するため、抵抗発熱体の抵抗値を精度良く調整でき、基板加熱面の均熱性を確保することができる。
【０００６】
例えば、抵抗値の調整は、レーザー光を照射して抵抗発熱体を変質させる変質処理により行うことができる。これによれば、抵抗発熱体の形状によらず容易に、高精度な抵抗値の調整を行うことができる。
【０００７】
基体は、抵抗発熱体が埋設されたものを作製することが好ましい。従来のように金属被覆層で覆っただけの抵抗発熱体は、酸化や腐食性ガスによる腐食により直ぐに劣化してしまい、耐久性が低かった。これに対して、基体内に抵抗発熱体を埋設することにより、抵抗発熱体の劣化を防止でき、その耐久性を向上させることができる。
【０００８】
更に、基体作製後に、変質処理を行って抵抗値を調整することが好ましい。これによれば、抵抗発熱体形成後の工程によって抵抗値が変動しまうことを防止でき、抵抗値調整により得られた均熱性を維持できる。
【０００９】
特に、基板加熱面の温度分布を測定し、温度分布の測定結果に応じて変質処理を行って抵抗値を調整することが好ましい。これによれば、実際の基板加熱面の温度分布を考慮して、非常に高精度に抵抗値を調整でき、基板加熱面の均熱性をより適切に確保できる。
【００１０】
又、基体を作製する工程において、抵抗発熱体の一部を除去する加工を行ってもよい。これによれば、加工によって抵抗発熱体の抵抗値をある程度調整しておくことができる。そのため、変質処理による抵抗値の調整とあわせて、適切に抵抗値を調整できる。
【００１１】
更に、基体は、窒化アルミニウム焼結体であることが好ましい。これによれば、高い熱伝導率によって更に高い均熱性を実現でき、耐食性も向上させることができる。又、レーザー光の照射により変質処理を行う場合、窒化アルミニウム焼結体は透光性を有するため、抵抗発熱体が基体に埋設されていても、適切に抵抗値を調整できる利点もある。
【００１２】
本発明に係る基板加熱装置は、基板加熱面を有する基体と、基体に形成され、変質処理により抵抗値が調整された抵抗発熱体とを備えることを特徴とする。このような基板加熱装置によれば、基板加熱面の均熱性を確保することができる。例えば、抵抗発熱体は、レーザー光の照射による変質処理により抵抗値が調整されていることが好ましい。これによれば、基板加熱装置は、レーザー光による高精度な抵抗値の調整を受け、高い均熱性を備えることができる。
【００１３】
抵抗発熱体は、基体に埋設されていることが好ましい。これによれば、抵抗発熱体の劣化を防止でき、その耐久性を向上できる。又、抵抗発熱体は、切欠部又は溝部の少なくとも一つを有するようにしてもよい。これによれば、基板加熱装置は、切欠部や溝部による調整及び変質処理による調整によって、基板加熱面の均熱性を確保できる。
【００１４】
更に、基体は、窒化アルミニウム焼結体であることが好ましい。これによれば、基板加熱装置は、高い熱伝導率によって更に高い均熱性を実現でき、耐食性も向上できる。又、レーザー光の照射により変質処理を行う場合、窒化アルミニウム焼結体は透光性を有するため、抵抗発熱体が基体に埋設されていても適切な抵抗値の調整を受けることができ、高い均熱性を備えることができる利点もある。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明によれば、抵抗発熱体の抵抗値を精度良く調整でき、基板加熱面の均熱性を確保することが可能な基板加熱装置の製造方法及び基板加熱面の均熱性が確保された基板加熱装置を提供することができる、
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（基板加熱装置）
図１に示すように、基板加熱装置１０は、基体１１と、抵抗発熱体１２と、管状部材１３と、端子１４とを備える。
【００１７】
基体１１は、抵抗発熱体１２が形成され、基板加熱面１０ａを有する。基板加熱面１０ａには、シリコンウエハやガラス基板等の基板が載置される。抵抗発熱体１２は、基体１１に形成され、変質処理により抵抗値が調整されている。抵抗発熱体１２は、例えば、レーザー光の照射による変質処理により抵抗値が調整されている。抵抗発熱体１２は、電力供給によって発熱する。そのため、基板加熱面１０ａに載置された基板が加熱される。図１に示すように、基体１１内部に抵抗発熱体１２が埋設されていることが好ましい。これによれば、抵抗発熱体１２の劣化を防止でき、その耐久性を向上できる。
【００１８】
管状部材１３は、その管内に端子１４を収容する。管状部材１３は、基体１１の基板加熱面１０ａと反対側の面１０ｂに接合されている。端子１４は、抵抗発熱体１２に電力を供給する。端子１４は、抵抗発熱体１２と接続されている。
【００１９】
次に、基体１１及び抵抗発熱体１２について詳細に説明する。基体１１は、円盤状等の板状のものを用いることができる。基体１１は、セラミックス、金属、セラミックスと金属の複合材料等により構成できる。例えば、基体１１は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、窒化珪素（ＳｉＮ）、炭化珪素（ＳｉＣ）、サイアロン（ＳｉＡｌＯＮ）等の焼結体、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム合金、アルミニウム合金−窒化アルミニウムコンポジット、アルミニウム合金−ＳｉＣコンポジット等により構成できる。基体１１は、セラミックスにより構成されることが好ましい。これによれば、耐熱性、耐腐食性に優れた基板加熱装置を提供できる。
【００２０】
特に、基体１１は、窒化アルミニウム焼結体により構成されていることが好ましい。これによれば、基板加熱装置１０は、高い熱伝導率によって非常に高い均熱性を有する基板加熱面１０ａを実現でき、耐食性も向上できる。又、抵抗発熱体１２がレーザー光の照射による変質処理を受ける場合に、窒化アルミニウム焼結体は透光性を有するため、図１に示すように抵抗発熱体１２が基体に埋設されていても、適切に抵抗値を調整できる利点もある。
【００２１】
尚、管状部材１３の材質は、基体１１の材質と同種とすることが好ましい。これによれば、基体１１と管状部材１３との接合部分において、熱膨張係数差等に起因する熱応力が発生することを防止でき、強固に管状部材１３を接合できる。
【００２２】
又、基板加熱面１０ａの表面粗さ（Ｒａ）は、０．４〜２．０μｍであることが好ましい。これによれば、基板加熱面１０ａと基板とを適切に接触させて、基板温度を均一に保つことができる。表面粗さ（Ｒａ）は、０．８〜１．２μｍであることがより好ましい。又、基板加熱面１０ａは、エンボス、溝、段差等備えてもよい。
【００２３】
特に、基体１１をセラミックスで構成する場合、平均粒子径が０．５〜１５μｍであることが好ましい。これによれば、基体１１内に埋設されている抵抗発熱体１２に、基体外部から変質処理を施す場合に、均一な処理を施すことができる。例えば、基体１１が透光性の窒化アルミニウムや透光性のアルミナ等、透光性セラミックスで構成され、基体１１の外部からレーザー光を照射して抵抗発熱体１２を変質させる場合に、レーザー光が粒界に当たり、その強度が低下してしまう割合を低減できる。そのため、抵抗発熱体１２の目的とする部分に照射されるレーザー光の強度にばらつきが生じることを防止でき、均一にレーザー光照射を施して、均一に変質させることができる。平均粒子径は、１〜１０μｍであることがより好ましい。
【００２４】
又、基体１１を窒化アルミニウム焼結体で構成する場合、密度が３．０〜３．５ｇ／ｃｍ3であることが好ましい。これによれば、基体１１内に埋設されている抵抗発熱体１２に、基体外部から変質処理を施す場合に、均一な処理を施すことができる。例えば、基体１１の外部からレーザー光を照射して抵抗発熱体１２を変質させる場合に、レーザー光が気孔に当たり、その強度が低下してしまう割合を低減できる。そのため、抵抗発熱体１２の目的とする部分に照射されるレーザー光の強度にばらつきが生じることを防止でき、均一にレーザー光照射を施して、均一に変質させることができる。密度は、３．２〜３．４ｇ／ｃｍ3であることがより好ましい。
【００２５】
抵抗発熱体１２は、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、タングステンカーバイド（ＷＣ）等の高融点材料により構成できる。抵抗発熱体１２の形態は限定されず、例えば、高融点材料の粉末を含む印刷ペーストを印刷して形成したもの、箔（シート）、物理的蒸着法や化学的蒸着法により形成した薄膜、線状、コイル状、帯状、網目状のバルク体等を用いることができる。
【００２６】
又、抵抗発熱体１２のパターン形状も限定されず、図１（ｂ）に示すような同心円上に配列された複数の円弧部１２ａと、隣接する円弧部１２ａの端部１２ｃを連結した複数の折り返し部１２ｂを有する形状を用いることができる。各円弧部１２ａは、自身の内側に隣接する円弧部１２ａと連結した端部１２ｃと反対の端部１２ｃを、自身の外側に隣接する円弧部１２ａと連結する。又、円周部の円弧部１２ｄはほぼ一周している。このような折り返し部を有する折り返し形状以外に、抵抗発熱体１２のパターン形状として、渦巻形状、同心円形状等を用いることができる。又、抵抗発熱体１２は、１つであってもよく、複数に分割されたものであってもよい。例えば、基板加熱面１０ａの中心部と円周部の２つの領域に分割された抵抗発熱体とすることができる。
【００２７】
抵抗発熱体１２の端部は、端子１４と接続する。例えば、図１（ｂ）に示すように、抵抗発熱体１２は、その２つの端部が基体１１のほぼ中央で２つの端子１４と接続できるように形成できる。又、抵抗発熱体１２が渦巻形状の場合には、抵抗発熱体１２は、その一方の端部が基体１１のほぼ中央で端子１４と接続し、他方の端部が基体１１の円周部付近で端子１４と接続できるように形成できる。
【００２８】
抵抗発熱体１２は、変質処理により抵抗値が調整されている。例えば、抵抗発熱体１２の抵抗値のばらつき等に起因して、基板加熱面１０ａの温度分布（面内温度分布）が不均一であった場合に、抵抗発熱体１２は、温度が他の部分に比べて低温であった部分に変質処理を受けており、変質された部分の抵抗値が増加されている。抵抗値が増加された部分は変質処理前に比べて発熱量が増大する。このような抵抗値の調整によって、基板加熱面１０ａの温度分布は均一になっており、均熱性が確保されている。
【００２９】
例えば、抵抗発熱体１２は、レーザー光の照射による変質処理により抵抗値が調整されている。これによれば、基板加熱装置１０は、レーザー光による高精度な抵抗値の調整を受け、高い均熱性を備えることができる。
【００３０】
例えば、タングステンやタングステンカーバイドの抵抗発熱体１２がレーザー光の照射を受けている場合には、照射部分のタングステンやタングステンカーバイドが炭化している。タングステンやタングステンカーバイドは、炭化により抵抗値が炭化前（照射前）よりも増加している。モリブデンの抵抗発熱体１２がレーザー光の照射を受けている場合には、照射部分のモリブテンが炭化している。モリブデンは、炭化により抵抗値が炭化前（照射前）よりも増加している。
【００３１】
抵抗発熱体１２は、上記のように局所的に変質処理を受けていてもよく、全体的に変質処理をうけていてもよい。又、抵抗発熱体１２は、変質処理前に比べて抵抗値が増加されていてもよく、抵抗値が減少されていてもよい。更に、抵抗発熱体１２の厚さは５〜５００μｍであることが好ましい。抵抗発熱体１２のより好ましい厚さは、２０〜３５０μｍである。
【００３２】
更に、抵抗発熱体１２は、図２に示すように、切欠部１２ｅ又は溝部１２ｆの少なくとも一つを有するようにしてもよい。これによれば、基板加熱装置１０は、切欠部１２ｅや溝部１２ｆによる抵抗値の調整及び変質処理による抵抗値の調整によって、基板加熱面１０ａの均熱性を確保できる。
【００３３】
切欠部１２ｅや溝部１２ｆの形状は限定されず、抵抗発熱体１２の一部が除去されることにより、抵抗値が調整されていればよい。抵抗発熱体１２は、特に、印刷により形成されたものやメッシュ状のもの等は、抵抗値のばらつきを生じ易い。そのため、切欠部１２ｅや溝部１２ｆは、それを設けて抵抗値を調整することにより、温度分布の均一化を図ることができる部分を選択し、形成できる。
【００３４】
切欠部１２ｅや溝部１２ｆの深さは、抵抗発熱体１２の厚さの９０％以下であることが好ましい。これによれば、切欠部１２ｅや溝部１２ｆの断線、基体１１へのダメージを防止でき、所望の抵抗値調整を行うことができる。
【００３５】
（製造方法）
図１に示した基板加熱装置１０の製造方法を図３のフローチャートに従って、図４〜６を用いて説明する。ここでは、基体１１及び管状部材１３としてセラミックス焼結体を用いた場合を例にとって説明する。
【００３６】
まず、図４（ａ）に示すような円盤状等の板状のセラミックス焼結体１１ａを作製する（Ｓ１０１）。セラミックス焼結体１１ａは、主成分のセラミックス原料粉末と、焼結助剤と、バインダーと、水、分散剤等を混合し、スラリーを作製する。得られたスラリーを噴霧造粒法等により造粒して造粒顆粒を得る。得られた造粒顆粒を、金型成形法、ＣＩＰ（Cold  Isostatic  Pressing）法、スリップキャスト法等の成形方法により成形する。得られた成形体を、セラミックスの種類に応じた雰囲気、焼成温度、焼成時間、焼成方法で焼成することにより、セラミックス焼結体１１ａを作製できる。
【００３７】
例えば、セラミックス原料粉末として窒化アルミニウム粉末を使用した場合には、ホットプレス法を用いて、窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガス雰囲気中、１６００〜２２００℃で、約１〜１５時間保持することにより焼成できる。焼成中に加える圧力は、２０〜１０００kg/ｃｍ2とできる。焼成温度は１７００〜１９００℃であることが好ましく、圧力は５０kg/ｃｍ2以上であることが好ましい。
【００３８】
次に、図４（ａ）に示すように、セラミックス焼結体１１ａ上に抵抗発熱体１２を形成する（Ｓ１０２）。例えば、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、ニオブ（Ｎｂ）、タングステンカーバイド（ＷＣ）等の高融点材料の粉末を含む印刷ペーストを調整し、セラミックス焼結体１１ａ表面にスクリーン印刷法等により所定のパターン形状となるように印刷して、抵抗発熱体１２を形成できる。この場合、印刷ペーストに、セラミックス焼結体１１ａのセラミックス原料粉末を混合することが好ましい。これによれば、抵抗発熱体１２とセラミックス焼結体１１ａとの熱膨張係数を近づけることができ、両者の密着性を向上できる。
【００３９】
又、セラミックス焼結体１１ａ上に高融点材料の箔、線状、コイル状、帯状のバルク体を載置することによって抵抗発熱体１２を形成できる。あるいは、セラミックス焼結体１１ａ表面に物理的蒸着法や化学的蒸着法により、高融点材料の薄膜を形成してもよい。
【００４０】
このとき、図４（ａ）に示すように、抵抗発熱体１２の一部を除去する加工を行ってもよい。例えば、レーザー加工や機械加工により抵抗発熱体１２を部分的に除去することができる。具体的には、レーザー照射装置５を用いて、抵抗値を変更させたい部分にレーザー光５ａを照射することにより、図２に示したような切欠部１２ｅや溝部１２ｆを形成することができる。例えば、レーザー照射装置５を制御してレーザー光５ａの照射位置、強度（照射出力）、照射時間、使用周波数等を調整することにより、所望形状の切欠部１２ｅや溝部１２ｆを形成できる。
【００４１】
又、セラミックス焼結体１１ａにレーザー光照射による悪影響を及ぼさずに、抵抗発熱体１２を加工するために、レーザー照射装置５としては、抵抗発熱体１２に吸収されやすく、セラミックス焼結体１１ａに吸収されにくいレーザー光５ａを照射可能なものを用いることが好ましい。例えば、レーザー照射装置５としては、ＹＡＧレーザー、炭酸ガスレーザー、エキシマレーザー等を用いることができる。
【００４２】
あるいは、図４（ａ）に示すように、マシニングセンター等の機械加工機６を用いて、研削加工や切削加工により抵抗値を変更させたい部分を除去し、図２に示したような切欠部１２ｅや溝部１２ｆを形成することができる。セラミックス焼結体１１ａに機械加工による加工液、加工熱等の悪影響を及ぼさずに、抵抗発熱体１２を加工するために、サンドブラスト、ショットピーニング等の加工方法を用いることが好ましい。
【００４３】
更に、抵抗発熱体１２の形態、即ち、印刷により形成されたもの、箔、薄膜、バルク体のいずれであるかや、抵抗発熱体１２のパターン形状や材質、作製しようとする基板加熱装置１０の使用条件、基板加熱面１０ａの面積や形状等に応じて、基板加熱面１０ａの温度分布がどのように変化するかを、実際に複数の基板加熱装置１０を作製、評価し、その統計をとったり、シミュレーションを行ったりして予め調査しておくことができる。そして、その調査結果に基づいて除去する部分を決定することができる。あるいは、抵抗発熱体１２の抵抗値を測定し、その測定結果に基づいて除去部分を決定することができる。例えば、抵抗発熱体１２の他の部分よりも抵抗値が低い部分を除去部分に決定できる。これにより、除去部分の抵抗値を増大させることができ、抵抗値のばらつきを是正できる。
【００４４】
このように抵抗発熱体１２の一部を除去する加工を行っておくことにより、抵抗発熱体１２を基体１１内に埋設させる前に、その抵抗値をある程度、調整しておくことができる。そのため、抵抗値のばらつきに起因する温度分布の不均一化を最小限に留めることができ、変質処理による抵抗値の調整とあわせて、適切に抵抗値を調整できる。
【００４５】
次に、抵抗発熱体１２が形成されたセラミックス焼結体１１ａ上に、図４（ｂ）に示すようにセラミックス成形体１１ｂを積層し、セラミックス焼結体１１ａと、抵抗発熱体１２と、セラミックス成形体１１ｂを一体的に焼成する（Ｓ１０３）。例えば、金型等に抵抗発熱体１２が形成されたセラミックス焼結体１１ａをセットする。抵抗発熱体１２及びセラミックス焼結体１１ａ上に、セラミックス焼結体１１ａ作製時と同様にして準備した造粒顆粒を充填し、セラミックス成形体１１ｂの成形とその積層を同時に行うことができる。あるいは、上記造粒顆粒を用いて成形体を作製し、セラミックス焼結体１１ａ及び抵抗発熱体１２上に載置してプレス成形することにより、セラミックス成形体１１ｂを積層してもよい。
【００４６】
そして、セラミックス焼結体１１ａと、抵抗発熱体１２と、セラミックス成形体１１ｂとを、ホットプレス法や常圧焼結法等の焼成方法により一体に焼成し、図４（ｃ）に示すような一体焼結体の基体１１を作製することができる。例えば、得られた成形体を、セラミックスの種類に応じた雰囲気、焼成温度、焼成時間、焼成方法で焼成することができる。
【００４７】
例えば、セラミックス原料粉末として窒化アルミニウム粉末を使用した場合には、ホットプレス法を用いて、窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガス雰囲気中、１６００〜２２００℃で、約１〜１５時間保持することにより焼成できる。焼成中に加える圧力は、２０〜１０００kg/ｃｍ2とできる。これによれば、基体１１と抵抗発熱体１２との密着性を良好にできる。焼成温度は、１７００〜１９００℃であることが好ましく、圧力は５０kg/ｃｍ2以上であることが好ましい。最後に、得られた基体１１に、基板加熱面１０ａの平坦化加工や、抵抗発熱体１２に端子１４を接続するための端子用穴の穴あけ加工等を施す。
【００４８】
このような工程（Ｓ１０１）〜（Ｓ１０３）により、抵抗発熱体１２が形成され、基板加熱面１０ａを有する基体１１を作製することができる。具体的には、抵抗発熱体１２が埋設された基体１１を作製することができる。従来のように金属被覆層で覆っただけの抵抗発熱体は、酸化や腐食性ガスによる腐食により直ぐに劣化してしまい、耐久性が低かった。これに対して、基体１１内に抵抗発熱体１２を埋設することにより、抵抗発熱体１２の劣化を防止でき、その耐久性を向上させることができる。
【００４９】
工程（Ｓ１０１）、（Ｓ１０３）のように、セラミックス焼結体の作製に関する工程では、セラミックス原料粉末の純度や平均粒子径、焼結助剤の種類、焼成温度や焼成時間、焼成方法等の焼成条件等を調整することにより、得られる基体１１の平均粒子径が０．５〜１５μｍとなるように調整することが好ましい。これによれば、上記したように、基体１１内に埋設されている抵抗発熱体１２に、外部から変質処理を施す場合に、均一な処理を施すことができる。例えば、透光性セラミックスの基体１１の外部からレーザー光を照射して抵抗発熱体１２を変質させる場合に、レーザー光が粒界に当たり、その強度が低下してしまう割合を低減できる。そのため、抵抗発熱体１２の目的とする部分に、均一にレーザー光照射を施して均一な変質処理を行うことができる。平均粒子径は、１〜１０μｍに調整することがより好ましい。
【００５０】
又、窒化アルミニウム焼結体を作製する場合、セラミックス原料粉末の純度や平均粒子径、焼結助剤の種類、焼成温度や焼成時間、焼成方法等の焼成条件等を調整することにより、得られる基体１１の密度が３．０〜３．５ｇ／ｃｍ3となるように調整することが好ましい。これによれば、上記したように、基体１１内に埋設されている抵抗発熱体１２に、外部から変質処理を施す場合に、均一な処理を施すことができる。例えば、基体１１の外部からレーザー光を照射して抵抗発熱体１２を変質させる場合に、レーザー光が気孔に当たり、その強度が低下してしまう割合を低減できる。そのため、抵抗発熱体１２の目的とする部分に、均一にレーザー光照射を施して均一な変質処理を行うことができる。密度は、３．２〜３．４ｇ／ｃｍ3に調整することがより好ましい。
【００５１】
又、工程（Ｓ１０２）において抵抗発熱体１２の一部を除去する加工は省略することができる。その場合には、抵抗発熱体１２に加工を施す必要がないため、加工コストが削減でき、製造工程を簡略化できる。
【００５２】
又、造粒顆粒を用いてセラミックス成形体を作製し、成形体上に抵抗発熱体１２を形成し、抵抗発熱体１２上にセラミックス成形体を積層することにより、抵抗発熱体１２が埋設されたセラミックス成形体を作製してもよい。そして、一体に成形されたセラミックス成形体及び抵抗発熱体１２を焼成して、抵抗発熱体１２が埋設された基体１１を作製することができる。
【００５３】
このような基体１１の作製と並行して、管状部材１３を作製する（Ｓ１０４）。管状部材１３は、基体１１を作製した場合と同様にして、造粒顆粒を準備し、管状の成形体を作製し、得られた成形体を焼成することにより作製できる。管状部材１３は、基体１１の作製に用いたセラミックス原料粉末と同じ材質の原料粉末を使用して作製することが好ましい。
【００５４】
次に、基体１１の基板加熱面１０ａと反対側の面１０ｂと、管状部材１３とを接合する（Ｓ１０５）。例えば、基体１１と管状部材１３は、固相接合法や液相接合法等によって接合できる。具体的には、基体１１の接合面、又は、管状部材１３の接合面の少なくとも１つに、基体１１や管状部材１３の材質に応じた接合剤を塗布する。そして、基体１１と管状部材１３の接合面同士を貼り合わせ、基体１１や管状部材１３の材質に応じた雰囲気、温度で熱処理を行うことにより、接合できる。このとき、接合面と垂直な方向から基体１１と管状部材１３とを押しつけるように加圧してもよい。
【００５５】
例えば、基体１１や管状部材１３が窒化アルミニウム焼結体の場合、接合剤として希土類化合物等を塗布し、窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガス雰囲気中で、１５００〜２０００℃で、１〜１０時間保持することにより固相接合を行うことができる。又、基体１１と管状部材１３は、ロウ付け等により接合してもよい。
【００５６】
次に、端子１４を、管状部材１３に挿入し、基体１１に形成された端子用穴に挿入する。そして、抵抗発熱体１２と端子１４とをロウ付け、ねじ込み、溶接等により接続する（Ｓ１０６）。これにより、抵抗発熱体１２に給電することが可能となり、変質処理前の基板加熱装置（以下「処理前加熱装置」という）を得ることができる。
【００５７】
次に、処理前加熱装置の基板加熱面１０ａの温度分布を測定する（Ｓ１０７）。具体的には、実際に基板加熱装置１０を使用する使用条件において、処理前加熱装置の基板加熱面１０ａの温度分布を測定する。例えば、基板加熱面１０ａが設定温度となるように抵抗発熱体１２に給電し、抵抗発熱体１２を発熱させて温度分布を測定する。温度分布は、赤外線放射温度計、ＴＣ（Thermo Couple：熱電対）付きウエハにより測定できる。
【００５８】
次に、抵抗発熱体１２を変質させる変質処理を行って、抵抗値を調整する（Ｓ１０８）。具体的には、工程（Ｓ１０７）における温度分布の測定結果に応じて変質処理を行って、抵抗値を調整する。例えば、処理前加熱装置の抵抗発熱体１２に設定温度となるように給電したところ、基板加熱面１０ａの温度分布（面内温度分布）が抵抗発熱体１２の抵抗値のばらつき等に起因して不均一となっていた場合、温度分布を均一化させるために、抵抗発熱体１２を変質させて抵抗値を調整する部分（以下「変質処理部分」という）を決定する。
【００５９】
例えば、変質処理により抵抗値を増大させて、発熱量を増大させる場合には、基板加熱面１０ａにおいて、他の部分よりも低温な部分や、その低温部分の周辺等を変質処理部分に決定できる。この場合、変質処理により抵抗値を増加させた変質処理部分は、変質処理前に比べて発熱量が増大する。その結果、基板加熱面１０ａの温度分布をほぼ均一にでき、均熱性を確保することができる。
【００６０】
又、変質処理により抵抗値を減少させて、発熱量を減少させる場合には、基板加熱面１０ａにおいて、他の部分よりも高温な部分や、その高温部分の周辺等を変質処理部分に決定できる。この場合、変質処理により抵抗値を減少させた変質処理部分は、変質処理前に比べて発熱量が減少する。その結果、基板加熱面１０ａの温度分布をほぼ均一にでき、均熱性を確保することができる。
【００６１】
更に、温度分布の測定結果から、基板加熱面１０ａの最高温度、最低温度、各エリアの温度、エリア間の温度差、面内最大温度差、設定温度との温度差等を求め、これらの情報に基づいて変質処理部分を決定してもよい。更に、抵抗発熱体１２の材質や形態、パターン形状、切欠部や溝部による抵抗値の調整状況、作製しようとする基板加熱装置１０の使用条件、基板加熱面１０ａの面積や形状等を考慮して、変質処理部分を決定してもよい。
【００６２】
例えば、抵抗値の調整は、レーザー光を照射して抵抗発熱体を変質させる変質処理により行うことができる。これによれば、抵抗発熱体１２の形状によらず容易に、高精度な抵抗値の調整を行うことができる。具体的には、図５に示すように、抵抗発熱体１２が埋設された基体１１の外部から、レーザー照射装置５を用いて変質処理部分にレーザー光５ａを照射することにより、変質処理部分を変質させることができる。例えば、レーザー照射装置５を制御してレーザー光５ａの照射位置、強度（照射出力）、照射時間、使用周波数等を調整することにより、所望の変質処理を施すことができる。
【００６３】
例えば、抵抗発熱体１２がタングステンやタングステンカーバイドである場合、レーザー光５ａの照射により、変質処理部分のタングステンやタングステンカーバイドを炭化させる変質処理を行う。これにより、変質処理部分の抵抗値を炭化前（照射前）よりも増加させる。又、抵抗発熱体１２がモリブデンである場合、レーザー光５ａの照射により、変質処理部分のモリブデンを炭化させる変質処理を行う。これにより、変質処理部分の抵抗値を炭化前（照射前）よりも増加させる。
【００６４】
又、基体１１を構成するセラミックス焼結体にレーザー光照射による悪影響を及ぼさずに、抵抗発熱体１２を変質させるために、レーザー照射装置５としては、抵抗発熱体１２に吸収されやすく、セラミックス焼結体に吸収されにくいレーザー光５ａを照射可能なものを用いることが好ましい。例えば、レーザー照射装置５としては、ＹＡＧレーザー、炭酸ガスレーザー、エキシマレーザー等を用いることができる。又、レーザー光の照射出力を調整することにより、レーザー光が抵抗発熱体１２を通過することを低減でき、基体１１へのダメージを回避できる。
【００６５】
抵抗発熱体１２の変質の程度は、基板加熱面１０ａの温度分布の測定結果、温度分布の測定結果から求めた最高温度や最低温度、各エリアの温度、エリア間の温度差、面内最大温度差、設定温度との温度差、抵抗発熱体１２の材質や形態、パターン形状、切欠部や溝部による抵抗値の調整状況、作製しようとする基板加熱装置１０の使用条件、基板加熱面１０ａの面積や形状等に基づいて調整できる。温度分布調節の観点からは、変質処理前の抵抗発熱体１２の変質処理部分の状態から３〜５０％変質させることが好ましい。例えば、タングステンやタングステンカーバイドの抵抗発熱体１２を炭化させる場合には、炭化前の抵抗発熱体１２の炭化度を５％以上増加させることが好ましい。炭化度は、例えば、平均反射率Ｒ0（JIS  M  8816）やＥＤＳ分析（Energy−Dispersive X−ray Spectroscopy：エネルギー分散型Ｘ線分光分析）等により評価することができる。又、モリブデンの抵抗発熱体１２を炭化させる場合には、炭化前の抵抗発熱体１２の炭化度を３％以上増加させることが好ましい。
【００６６】
又、求められる均熱性は、基板加熱装置１０の用途や使用条件等によって異なるが、５０〜８００℃の温度範囲において、基板加熱面１０ａ内における温度差を±５℃以下とできるように抵抗値を調整することが好ましい。又、基板加熱面１０ａ中央部の温度Ｔｃと基板加熱面１０ａの円周部付近の温度Ｔｏとの温度差（Ｔｏ−Ｔｃ）を、±４℃以下とできるように抵抗値を調整してもよい。又、基板加熱面１０ａの同一円周上の温度差を、±２．５℃以下とできるように抵抗値を調整してもよい。尚、抵抗発熱体１２に局所的に変質処理を施してもよく、全体的に変質処理を施してもよい。
【００６７】
最後に、抵抗発熱体１２に変質処理を行って抵抗値を調整して得られた基板加熱装置１０の基板加熱面１０ａの温度分布を測定する（Ｓ１０９）。そして、基板加熱面１０ａが目標とする均熱性を備えるか否かを確認する。このとき、目標とする均熱性が得られていない場合には、工程（Ｓ１０８）に戻り、再度、変質処理を行って抵抗値を調整する。
【００６８】
以上のようにして、基体１１作製後に、変質処理を行って抵抗発熱体１２の抵抗値を調整することが好ましい。これによれば、抵抗発熱体１２形成後の工程によって抵抗値が変動しまうことを防止でき、変質処理による抵抗値調整によって得られた均熱性を維持できる。
【００６９】
特に、処理前加熱装置の基板加熱面１０ａの温度分布を測定し、温度分布の測定結果に応じて変質処理を行って抵抗値を調整する場合には、実際の基板加熱面１０ａの温度分布を考慮して、非常に高精度に抵抗値を調整でき、基板加熱面１０ａの均熱性をより適切に確保できる。基板加熱装置１０は、使用条件等によって温度分布が異なってくる可能性があるため、実際の使用条件下で測定した温度分布に基づいて変質処理を行って抵抗値を調整することにより、実際の使用においてより確実に均熱性を確保できる。又、製造工程上の種々の条件の相違によって、製品毎に異なる温度分布を有している場合であっても、各製品それぞれに適した変質処理を行って、抵抗値を調整でき、均熱性を確保できる。
【００７０】
尚、工程（Ｓ１０７）を省略し、処理前加熱装置の抵抗発熱体１２に変質処理を施してもよい。又、図３では、基体１１作製後に変質処理を行っているが、抵抗発熱体１２を形成した際に、即ち、工程（Ｓ１０２）において、変質処理を行ってもよい。これらの場合、抵抗発熱体１２の形態や、抵抗発熱体１２のパターン形状や材質、作製しようとする基板加熱装置１０の使用条件、基板加熱面１０ａの面積や形状等に応じて、基板加熱面１０ａの温度分布がどのように変化するかを、実際に複数の基板加熱装置１０を作製、評価し、その統計をとったり、シミュレーションを行ったりして予め調査しておく。そして、その調査結果に基づいて変質処理部分を決定することができる。
【００７１】
例えば、管状部材１３を有する基板加熱装置１０の場合、一般的に、管状部材１３への熱伝導によって、基板加熱面１０ａの中央部は周辺部に比べて低温になる傾向がある。そのため、例えば、基板加熱面１０ａの中央部付近の位置を変質処理部分に決定できる。
【００７２】
又、抵抗発熱体１２形成時の場合には、その抵抗発熱体１２の抵抗値を測定し、その測定結果に基づいて変質処理部分を決定することができる。例えば、抵抗発熱体１２の他の部分よりも抵抗値が低い部分を変質処理部分に決定できる。尚、抵抗発熱体１２をレーザー光により加工、変質させる場合、レーザー光の強度（照射出力）、照射時間、使用周波数等を調整することにより、変質に留めるか、除去加工するかを調整できる。
【００７３】
尚、図３では、基体１１及び管状部材１３としてセラミックス焼結体を用いた場合を例にとって説明したが、基体１１や管状部材１３を、金属や、セラミックスと金属の複合材料等により作製する場合には、研削加工やプレス加工等によって基体１１や管状部材１３を作製できる。
【００７４】
以上説明したように、基板加熱装置１０の製造方法によれば、抵抗発熱体１２を変質させる変質処理により抵抗値を調整するため、加工だけで抵抗値を調整する方法に比べて、抵抗発熱体１２の抵抗値を精度良く調整できる。そのため、基板加熱面１０ａの均熱性が確保された基板加熱装置１０を提供することができる。又、抵抗発熱体１２の形状が抵抗値を厳密に調整するための加工が困難なものであっても、抵抗発熱体１２を変質させることによって、その抵抗値を適切に調整できる。
【００７５】
よって、基板加熱装置１０は、ＣＶＤ（Chemical  Vapor  Deposition）装置やエッチング装置等の半導体製造装置や液晶製造装置に好適に使用できる。又、厳しい均熱性の要求にも対応でき、基板の大口径化にも対応できる。
【００７６】
尚、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、基板加熱装置は、静電チャックとして機能するための電極を備えていてもよい。この場合、電極は抵抗発熱体と同様に基体内に埋設させることができる。
【実施例】
【００７７】
次に、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。
【００７８】
まず、窒化アルミニウム粉末９５重量％に、焼結助剤として酸化イットリウム５重量％を加え、ボールミルを用いて混合した。得られた混合粉末に、バインダーを添加し、噴霧造粒法により造粒した。得られた造粒顆粒を金型成形法により、基体１１用の円盤状に成形した。又、造粒顆粒をＣＩＰ法により、管状部材１３用の管状に成形した。得られた円盤状の成形体を窒素ガス中でホットプレス法により、管状の成形体を窒素ガス中で常圧焼成により、１８６０℃で６時間焼成した。
【００７９】
次に、タングステン粉末８０重量％と窒化アルミニウム粉末２０重量％の混合粉末にバインダーを混合して印刷ペーストを作製した。円盤状の窒化アルミニウム焼結体上にスクリーン印刷法により、抵抗発熱体１２を形成し、乾燥させた。金型に抵抗発熱体１２が形成された窒化アルミニウム焼結体をセットし、窒化アルミニウム焼結体、抵抗発熱体１２上に、上記造粒顆粒を充填してプレス成形を行った。
【００８０】
そして、一体に成形された窒化アルミニウム焼結体、抵抗発熱体１２、窒化アルミンニウム成形体をカーボン製のサヤにセットし、ホットプレス法により焼成した。具体的には、５０ｋｇ／ｃｍ2で加圧しながら、窒素加圧雰囲気(窒素１５０ｋＰａ)で、２０００℃で１５時間保持して一体に焼成した。
【００８１】
得られた窒化アルミニウム焼結体に、基板加熱面１０ａの平坦化加工や、端子用穴の穴あけ加工等を施した。基体１１の大きさは、直径３５０ｍｍ、厚さ２０ｍｍとした。管状部材１３の大きさは、外径７０ｍｍ、内径６０ｍｍ、長さ１８０ｍｍとした。
【００８２】
基体１１と管状部材１３の接合面に接合剤として硝酸イットリウム水溶液を塗布し、両者を貼り合わせて、窒素雰囲気中で、１８００℃、２時間、熱処理し、基体１１と管状部材１３とを接合した。抵抗発熱体１２に端子１４をロウ付けにより接合し、処理前加熱装置を得た。
【００８３】
処理前加熱装置の基板加熱面１０ａの温度が、設定温度６５０℃となるように、抵抗発熱体１２に給電した。そして、基板加熱面１０ａの温度分布を、赤外線放射温度計（サーモビュア）を用いて測定した。温度分布の測定結果を図６（ａ）に示す。
【００８４】
基板加熱面１０ａの温度分布は、大きく４つの温度のエリアに分けられていた。具体的には、基板加熱面１０ａは、設定温度と等しい６５０℃のエリア３と、設定温度よりも低く、基板加熱面１０ａ内において最も低温なエリア（以下「クールエリア」という）１と、設定温度よりも高く、基板加熱面１０ａ内において最も高温なエリア（以下「ホットエリア」という）４と、クールエリア１とエリア３の間の温度のエリア２を有していた。クールエリア１、エリア２は、基体１１のほぼ中央に位置し、基体１１中央付近が低温になっていた。ホットエリア４は、基体１１の円周部付近に位置し、基体１１円周部付近が高温になっていた。又、面内最大温度差（クールエリア１とホットエリア４との温度差）は、５．１℃であった。更に、同一円周上の温度差の最大値は、２．５℃となっていた。
【００８５】
図６（ａ）に示す測定結果に基づいて、図６（ｂ）に示すように、エリア３のうち、ホットエリア４と向かい合い、低温であるクールエリア１やエリア２を囲むエリア３ａと、クールエリア１とを、変質処理部分に決定した。決定した変質処理部分（エリア３ａとクールエリア１）に、レーザー照射装置として炭酸ガスレーザー（レーザー加工装置）を用い、照射出力５００Ｗ、照射時間２０秒で照射した。このようにして、抵抗発熱体１２の変質処理部分（エリア３ａとクールエリア１）を変質させる変質処理を行って、抵抗値を調整した。具体的には、タングステンの抵抗発熱体１２を炭化させ、変質処理部分（エリア３ａとクールエリア１）の抵抗値を増加させることにより、抵抗値が調整された基板加熱装置１０を作製した。
【００８６】
変質処理による抵抗値調整後の基板加熱装置１０の基板加熱面１０ａの温度分布の測定結果を図６（ｃ）に示す。変質処理部分の抵抗値が増加し、その発熱量が変質前（炭化前）に比べて増大した結果、基板加熱面１０ａの温度分布はほぼ均一になっていた。具体的には、クールエリア１がほぼ除去され、設定温度と等しいエリア３が大部分を占める基板加熱面１０ａを得ることができた。又、面内最大温度差（エリア２とホットエリア４との温度差）は、３．２℃であった。更に、同一円周上の温度差の最大値は、２．０℃となっていた。即ち、面内最大温度差を１．９℃、同一円周上の温度差を０．５℃改善することができた。このように、極めて高い均熱性を備えた基板加熱装置１０を作製することができた。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の実施の形態に係る基板加熱装置を示す（ａ）１ａ−１ａ断面図と（ｂ）平面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る抵抗発熱体の部分拡大図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る製造方法の手順を示すフロー図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る基体の作製方法を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る抵抗発熱体の変質処理を示す図である。
【図６】本発明の実施例の（ａ）（ｃ）温度分布変化及び（ｂ）変質処理部分を示す図である。
【符号の説明】
【００８８】
５…レーザー照射装置
６…機械加工機
１０…基板加熱装置
１１…基体
１２…抵抗発熱体
１２ｅ…切欠部
１２ｆ…溝部
１３…管状部材
１４…端子
【図１】
2006228633.tif 000003
【図２】
2006228633.tif 000004
【図３】
2006228633.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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