(57)【要約】      （修正有）【課題】抵抗発熱体に対する貫通導体の導通を好適化できるヒータを提供する。【解決手段】ヒータは、基体と、抵抗発熱体２と、複数の接続導体３ａと、端子５とを有している。基体は、上面を有しているとともに絶縁性を有している。抵抗発熱体２は、基体内にて上面に沿って延びている。複数の接続導体３ａは、抵抗発熱体２から上面が面する側とは反対側へ延びている部分をそれぞれ含んでいる。端子５は、上面が面する側とは反対側へ露出している。１つの端子５に互いに並列に電気的に接続されている複数の接続導体３ａは、抵抗発熱体２の延びる方向へ抵抗発熱体２の経路に沿って配列されている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定面を有している絶縁性の基体と、
前記所定面上又は前記基体内にて、前記所定面に沿って延びている抵抗発熱体と、
前記抵抗発熱体から前記所定面が面する側とは反対側へ延びている部分をそれぞれ含んでいる複数の接続導体と、
前記基体の前記所定面が面する側とは反対側へ露出しており、前記複数の接続導体が互いに並列に電気的に接続されている端子と、
を有しており、
前記複数の接続導体が、前記抵抗発熱体の延びる方向へ前記抵抗発熱体の経路に沿って配列されている
ヒータ。
【請求項２】
前記抵抗発熱体に対して前記所定面が面する側とは反対側に離れており、前記複数の接続導体から前記所定面に沿って延びており、前記端子に電気的に接続されている配線パターンを更に有している
請求項１に記載のヒータ。
【請求項３】
前記複数の接続導体のその延びる方向に直交する断面の面積の合計は、前記抵抗発熱体のその延びる方向に直交する断面の面積よりも大きい
請求項１又は２に記載のヒータ。
【請求項４】
前記配線パターンのその延びる方向に直交する断面の面積は、前記複数の接続導体のその延びる方向に直交する断面の面積の合計よりも大きい
請求項２、又は請求項２を引用する請求項３に記載のヒータ。
【請求項５】
前記複数の接続導体の少なくともいずれか１つの、前記抵抗発熱体の幅方向における径は、前記抵抗発熱体の幅の０．９倍以上１．１倍以下の大きさである
請求項１〜４のいずれか１項に記載のヒータ。
【請求項６】
前記基体は、セラミックスにより構成されており、
前記複数の接続導体の少なくともいずれか１つは、純金属、又は金属元素のみを含む合金により構成されている
請求項１〜５のいずれか１項に記載のヒータ。
【請求項７】
前記純金属の金属元素又は前記合金の主成分の金属元素は、タングステン又はモリブデンである
請求項６に記載のヒータ。
【請求項８】
前記複数の接続導体の少なくともいずれか１つは、前記抵抗発熱体を貫通している
請求項１〜７のいずれか１項に記載のヒータ。
【請求項９】
前記複数の接続導体の少なくともいずれか１つは、前記配線パターンを貫通している
請求項２、又は請求項２を直接若しくは間接に引用する請求項３〜８のいずれか１項に記載のヒータ。
【請求項１０】
前記配線パターンは、前記端子に対して互いに並列に電気的に接続されているとともに前記複数の接続導体に対して別々に接続されている複数の配線を含んでいる
請求項２、又は請求項２を直接若しくは間接に引用する請求項３〜９のいずれか１項に記載のヒータ。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載のヒータと、
前記端子に電力を供給する駆動装置と、
を有しているヒータシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ヒータ及びヒータシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置などの技術分野においては、半導体基板（以下「ウェハ」とも称する。）を加熱するために、セラミックヒータ（以下、単に「ヒータ」ということがある。）が広く用いられている。ヒータは、例えば、上面にウェハが載置される円盤状のセラミック基材と、当該セラミック基材に埋設されており、セラミック基材の上面に沿って適宜なパターン（例えば渦巻状）で延びている抵抗発熱体とを有している。
【０００３】
特許文献１のヒータでは、抵抗発熱体に給電するための配線がセラミック基材に埋設されている。配線は、抵抗発熱体よりも下面側においてセラミック基材の上面に沿って延びている。抵抗発熱体と配線とは、セラミック基材の一部を厚み方向に貫通する複数の貫通導体によって接続されている。より詳細には、抵抗発熱体は、端部において幅が広くされており、当該端部に複数の貫通導体が接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１９１８３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
抵抗発熱体に対する貫通導体の導通を好適化できるヒータ及びヒータシステムが提供されることが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様に係るヒータは、所定面を有している絶縁性の基体と、前記所定面上又は前記基体内にて、前記所定面に沿って延びている抵抗発熱体と、前記抵抗発熱体から前記所定面が面する側とは反対側へ延びている部分をそれぞれ含んでいる複数の接続導体と、前記基体の前記所定面が面する側とは反対側へ露出しており、前記複数の接続導体が互いに並列に電気的に接続されている端子と、を有しており、前記複数の接続導体が、前記抵抗発熱体の延びる方向へ前記抵抗発熱体の経路に沿って配列されている。
【０００７】
一例において、前記ヒータは、前記抵抗発熱体に対して前記所定面が面する側とは反対側に離れており、前記複数の接続導体から前記所定面に沿って延びており、前記端子に電気的に接続されている配線パターンを更に有している。
【０００８】
一例において、前記複数の接続導体のその延びる方向に直交する断面の面積の合計は、前記抵抗発熱体のその延びる方向に直交する断面の面積よりも大きい。
【０００９】
一例において、前記配線パターンのその延びる方向に直交する断面の面積は、前記複数の接続導体のその延びる方向に直交する断面の面積の合計よりも大きい。
【００１０】
一例において、前記複数の接続導体の少なくともいずれか１つの、前記抵抗発熱体の幅方向における径は、前記抵抗発熱体の幅の０．９倍以上１．１倍以下の大きさである。
【００１１】
一例において、前記基体は、セラミックスにより構成されており、前記複数の接続導体の少なくともいずれか１つは、純金属、又は金属元素のみを含む合金により構成されている。
【００１２】
一例において、前記純金属の金属元素又は前記合金の主成分の金属元素は、タングステン又はモリブデンである。
【００１３】
一例において、前記複数の接続導体の少なくともいずれか１つは、前記抵抗発熱体を貫通している。
【００１４】
一例において、前記複数の接続導体の少なくともいずれか１つは、前記配線パターンを貫通している。
【００１５】
一例において、前記配線パターンは、前記端子に対して互いに並列に電気的に接続されているとともに前記複数の接続導体に対して別々に接続されている複数の配線を含んでいる。
【００１６】
本開示の一態様に係るヒータシステムは、上記のヒータと、前記端子に電力を供給する駆動装置と、を有している。
【発明の効果】
【００１７】
上記の構成によれば、抵抗発熱体に対する貫通導体の導通を好適化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態に係るヒータシステムの構成を示す概略図である。
【図２】図１のヒータシステムのヒータの分解斜視図である。
【図３】図２のヒータの内部を示す平面図である。
【図４】図３のIV−IV線における断面図である。
【図５】図２のヒータ内部の導体の一部を示す拡大斜視図である。
【図６】図６（ａ）は図１のヒータシステムにおける制御系の構成の概略を示した模式図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）の制御系による温度制御例を模式的に示した図である。
【図７】図７（ａ）は第２実施形態に係るヒータの一部の拡大斜視図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のVIIｂ−VIIｂ線における断面図である。
【図８】図８（ａ）及び図８（ｂ）は図７（ａ）のヒータの製造方法を説明するための断面図である。
【図９】図９（ａ）は図８（ａ）の製造方法の変形例を示す断面図であり、図９（ｂ）は図８（ａ）の製造方法の他の変形例を示す断面図である。
【図１０】図１０（ａ）〜図１０（ｃ）は種々の変形例を示す模式図である。
【図１１】図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は種々の変形例を示す断面図である。
【図１２】図１２（ａ）は本開示のヒータシステムを適用した応用例を示す図であり、図１２（ｂ）は図１２（ａ）における応用例の詳細を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本開示の実施形態に係るセラミックヒータ及びヒータシステムについて、図面を参照しながら説明する。但し、以下で参照する各図は、説明の便宜上の模式的なものである。従って、細部は省略されていることがあり、また、寸法比率は必ずしも現実のものとは一致していない。また、セラミックヒータ及びヒータシステムは、各図に示されていない周知の構成部材をさらに備えていても構わない。
【００２０】
また、第２実施形態以降においては、先に説明された実施形態の構成と同様の構成について、先に説明された実施形態の構成に付された符号と同一の符号を付し、また、説明を省略することがある。先に説明された実施形態の構成に対応する（類似する）構成に対して、先に説明された実施形態の構成に付した符号とは異なる符号を付した場合においても、特に断りがない事項については、先に説明された実施形態の構成と同様とされてよい。
【００２１】
＜第１実施形態＞
（ヒータシステム）
図１は、実施形態に係るヒータシステム１００の構成を示す概略図である。
【００２２】
ヒータシステム１００は、ヒータ（セラミックヒータ）１０と、ヒータ１０を駆動する駆動装置５０とを有している。以下、これらについて順に説明する。
【００２３】
なお、ヒータ１０は、必ずしも図１の紙面上方を実際の上方として利用される必要はない。以下では、便宜上、図１の紙面上方が実際の上方であるものとして、上面及び下面等の用語を用いることがある。
【００２４】
（ヒータ）
ヒータ１０は、例えば、概略板状（図示の例では円盤状）のヒータ本体１０ａと、ヒータ本体１０ａから下方へ延びているパイプ１０ｂとを有している。
【００２５】
ヒータ本体１０ａは、その上面１０ｃに加熱対象物の一例としてのウェハが載置され、ウェハの加熱に直接に寄与する部分である。パイプ１０ｂは、例えば、ヒータ本体１０ａの支持、及び／又はヒータ本体１０ａに接続されるケーブル（不図示）の保護に寄与する部分である。なお、パイプ１０ｂを除くヒータ本体１０ａのみによってヒータが定義されてもよい。
【００２６】
ヒータ本体１０ａの上面１０ｃ及び下面（符号省略）は、例えば、概ね平面である。ヒータ本体１０ａの平面形状及び各種の寸法は、加熱対象物の形状及び寸法等を考慮して適宜に設定されてよい。例えば、平面形状は、円形（図示の例）または矩形である。寸法の一例を示すと、直径は２０ｃｍ以上３５ｃｍ以下、厚さは５ｍｍ以上３０ｍｍ以下である。
【００２７】
パイプ１０ｂは、上下（軸方向両側）が開口している中空部材である（図２も参照）。その横断面（軸方向に直交する断面）及び縦断面（軸方向に平行な断面）の形状、並びに各種の寸法は適宜に設定されてよい。図示の例では、パイプ１０ｂは、軸方向の位置に対して径が一定の円筒形状である。また、パイプ１０ｂの横断面は、例えば、ヒータ本体１０ａの下面よりも小さい。パイプ１０ｂは、ヒータ本体１０ａの下面の中央に位置している。
【００２８】
パイプ１０ｂは、セラミック等の絶縁材料から構成されていてもよいし、金属（導電材料）から構成されていてもよい。また、パイプ１０ｂは、ヒータ本体１０ａ（厳密には後述する基体１）と同じ材料によって形成され、ヒータ本体１０ａと一体的に形成されることによりヒータ本体１０ａと固定されていてもよいし、ヒータ本体１０ａとは別に作製され、ねじ、その他の固定具、又は接着剤によってヒータ本体１０ａと固定されていてもよい。
【００２９】
平面透視において、ヒータ本体１０ａのうちパイプ１０ｂの内縁によって規定される領域は、後述する複数の端子５（図２参照）が配置される端子配置領域１０ｄ（図３参照）となっている。複数の端子５は、ヒータ本体１０ａの下面からヒータ本体１０ａの外部へ露出している。
【００３０】
パイプ１０ｂ内には不図示の複数のケーブルが挿通される。複数のケーブルは、一端が複数の端子５に接続され、他端が駆動装置５０に接続される。これにより、ヒータ本体１０ａと駆動装置５０とが電気的に接続される。なお、複数のケーブルは、纏められて１本のケーブルのようになっていてもよいし、纏められていなくてもよい。
【００３１】
（ヒータ本体の内部構造）
図２は、ヒータ１０の分解斜視図である。なお、完成後のヒータ１０又はヒータ本体１０ａは、例えば、分解不可能に一体的に形成されている。すなわち、図２の分解斜視図のように分解可能である必要はない。
【００３２】
ヒータ本体１０ａは、絶縁性の基体１（符号は図１参照。図２では、１ａ、１ｂ及び１ｃからなる）と、基体１に埋設されている抵抗発熱体２と、抵抗発熱体２に電力を供給するための各種の導体とを備えている。各種の導体は、例えば、接続部３（図２〜図４では図５よりも模式的に示されている。）、配線４及び端子５である。抵抗発熱体２に電流が流れることによって、ジュールの法則に従って熱が発生し、ひいては、基体１の上面１０ｃに載置されているウェハが加熱される。
【００３３】
（基体）
基体１の外形は、ヒータ本体１０ａの外形を構成している。従って、上述のヒータ本体１０ａの形状及び寸法に係る説明は、そのまま基体１の外形及び寸法の説明と捉えられてよい。
【００３４】
基体１の材料は、例えば、セラミックスである。セラミックスは、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、炭化珪素（ＳｉＣ）及び窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）等を主成分とする焼結体である。なお、窒化アルミニウムを主成分とする窒化アルミニウム質セラミックスは、例えば、耐食性に優れている。従って、基体１を窒化アルミニウム質セラミックスによって構成した場合、例えば、腐食性の高いガス雰囲気下での使用に有利である。
【００３５】
なお、主成分は、例えば、材料の質量の５０％以上又は８０％以上を占める成分である。後述する合金の主成分についても同様である。
【００３６】
図２では、基体１は、第１セラミック層１ａ〜第３セラミック層１ｃからなる。なお、基体１は、第１セラミック層１ａ〜第３セラミック層１ｃとなる材料（例えばセラミックグリーンシート）が積層されて作製されてもよいし、そのような方法とは異なる方法によって作製され、完成後に抵抗発熱体２等の存在によって概念的に第１セラミック層１ａ〜第３セラミック層１ｃからなると捉えることができるだけであってもよい。
【００３７】
第１セラミック層１ａは、ヒータ本体１０ａの上面１０ｃを構成している層である。第３セラミック層１ｃは、ヒータ本体１０ａの下面を構成している層である。第２セラミック層１ｂは、第１セラミック層１ａと第３セラミック層１ｃとの間に位置している層である。第１セラミック層１ａ〜第３セラミック層１ｃは、例えば、それぞれ、概ね一定の厚さの層状（板状）であり、その平面形状は、上述したヒータ本体１０ａ（基体１）全体としての平面形状と同様である。各層の厚さは、各層の役割に応じて適宜に設定されてよい。
【００３８】
（抵抗発熱体）
抵抗発熱体２は、第１セラミック層１ａと第２セラミック層１ｂとの間に位置する導体パターンによって構成されている。当該導体パターンは、第２セラミック層１ｂの上面（別の観点では第１セラミック層１ａの下面）上において当該上面に沿って（別の観点では基体１の上面１０ｃに沿って）延びている。また、抵抗発熱体２は、概して言えば線状である。
【００３９】
図３は、第２セラミック層１ｂの上面を示す平面図である。
【００４０】
抵抗発熱体２は、例えば、ヒータ本体１０ａにおいて１本のみ設けられており、その一端（第１主給電部Ｐａ）から他端（第２主給電部Ｐｂ）まで自己に対して交差することなく延びている。
【００４１】
抵抗発熱体２の両端は、抵抗発熱体２に電力を供給するための第１主給電部Ｐａ及び第２主給電部Ｐｂ（以下、単に「主給電部Ｐ」といい、両者を区別しないことがある。）となっている。ただし、主給電部Ｐは、抵抗発熱体２の両端からずれていてもよい。また、そのようなずれの有無に関わらず、１対の主給電部Ｐ間の部分に対して抵抗発熱体２の語を用いるように用語の定義をしてもよい。以下の説明では、便宜上、抵抗発熱体２の両端と１対の主給電部Ｐとは同義であるものとする。
【００４２】
なお、抵抗発熱体２は、主給電部Ｐにおいて特別な構成（例えばパッド状になっているなど）を有している必要はなく、抵抗発熱体２の大部分と同様の構成であってよい。図３では、主給電部Ｐの位置を明らかにする便宜上、第２セラミック層１ｂを貫通する貫通導体（符号省略）を主給電部Ｐの位置で図示している。この貫通導体は、後述するように、接続部３又は端子５を構成するものである。ただし、抵抗発熱体２は、主給電部Ｐにおいて特別な構成を有していてもよい。
【００４３】
平面視において、抵抗発熱体２の両端（Ｐａ、Ｐｂ）の位置、及び抵抗発熱体２の経路の位置及び形状は適宜に設定されてよい。例えば、抵抗発熱体２の両端は、上述した端子配置領域１０ｄに収まっている。
【００４４】
また、例えば、抵抗発熱体２は、平面視において基体１を周方向に分割した第１領域Ａｒ１〜第４領域Ａｒ４（図示の例では扇形の領域。以下、単に領域Ａｒということがある。）を順に延びている。複数の領域Ａｒの分割数及び大小関係は適宜に設定されてよい。図示の例では、分割は、等分割である。ただし、等分割でなくてもよい。また、等分割は、図示の例では、４等分である。ただし、等分割は、４等分に限定されず、２等分、３等分又は５等分以上であってもよい。
【００４５】
各領域Ａｒそれぞれにおける抵抗発熱体２の経路も適宜に設定されてよい。図示の例では、抵抗発熱体２は、各領域Ａｒにおいて、概略、蛇行するように（ミアンダ状に）延びている。すなわち、抵抗発熱体２は、所定の第１方向（図３の紙面左右方向）の位置をずらしつつ、第１方向に直交する第２方向（図３の紙面上下方向）において往復するように延びている。また、抵抗発熱体２は、上記のように蛇行した部分に加えて、基体１の外縁に沿って延びる部分を有している。
【００４６】
抵抗発熱体２の材料は、電流が流れることによって熱を生じる導体（例えば金属）である。導体は、適宜に選択されてよく、例えば、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、プラチナ（Ｐｔ）若しくはインジウム（Ｉｎ）又はこれらを主成分とする合金である。また、抵抗発熱体２の材料は、前記のような金属を含む導電ペーストを焼成して得られるものであってもよい。すなわち、抵抗発熱体２の材料は、ガラス粉末及び／又はセラミック粉末等の添加剤（別の観点では無機絶縁物）を含むものであってもよい。
【００４７】
抵抗発熱体２の全部又は一部は、温度を検出するセンサ素子（サーミスタ）として兼用されてもよい。抵抗発熱体２の材料としてタングステン又はタングステンを主成分とする合金を用いた場合、例えば、タングステンは抵抗温度係数が比較的高いことから、温度の検出精度が向上する。
【００４８】
（分岐給電部）
抵抗発熱体２は、１対の主給電部Ｐの間に（別の観点では抵抗発熱体２の中途位置に）、抵抗発熱体２に電力を供給するための１以上の分岐給電部（第１分岐給電部Ｄ１〜第３分岐給電部Ｄ３。以下、これらを区別せずに単に「分岐給電部Ｄ」ということがある。）を有している。従って、抵抗発熱体２は、一の主給電部Ｐと一の分岐給電部Ｄとの間、又は２つの分岐給電部Ｄの間に電力供給がなされることが可能である。すなわち、抵抗発熱体２は、部分的に電力供給がなされることが可能である。別の観点では、抵抗発熱体２は、１対の主給電部Ｐ間の部分に、分岐給電部Ｄによって区切られた第１分割区間Ｒ１〜第４分割区間Ｒ４を有している。
【００４９】
なお、抵抗発熱体２が分岐給電部Ｄを有しているといっても、主給電部Ｐと同様に、抵抗発熱体２は、分岐給電部Ｄにおいて特別な構成（例えばパッドなど）を有している必要はなく、分岐給電部Ｄは、抵抗発熱体２の他の大部分と同様の構成でよい。図３では、主給電部Ｐと同様に、便宜上、第２セラミック層１ｂを貫通する貫通導体（符号省略。接続部３）を分岐給電部Ｄの位置で図示している。
【００５０】
ただし、抵抗発熱体２は、分岐給電部Ｄにおいて特別な構成を有していてもよい。例えば、分岐給電部Ｄは、抵抗発熱体２の他の大部分を構成する材料とは異なる材料（例えば接続部３を構成する材料）によって構成されていても構わない。すなわち、材料の観点からは複数の抵抗発熱体が直列に接続されて抵抗発熱体２を構成していてもよい。本実施形態の説明では、便宜上、抵抗発熱体２は、１本であるものとして説明する。
【００５１】
分岐給電部Ｄの数（分割区間Ｒｎの数）、分岐給電部Ｄの、抵抗発熱体２の経路上における主給電部Ｐ又は他の分岐給電部Ｄに対する相対位置（分割区間Ｒｎの長さ）、分岐給電部Ｄの基体１に対する位置（分割区間Ｒｎの基体１に対する位置）は、適宜に設定されてよい。図示の例では、以下のとおりである。
【００５２】
分岐給電部Ｄは、例えば、合計で３つ設けられている。そして、抵抗発熱体２の経路上において、第２主給電部Ｐｂから第１主給電部Ｐａへ、順に、第１分岐給電部Ｄ１、第２分岐給電部Ｄ２及び第３分岐給電部Ｄ３が位置している。ひいては、分割区間Ｒｎは、合計で４つ設けられている。そして、抵抗発熱体２の経路上において、第２主給電部Ｐｂから第１主給電部Ｐａへ、順に、第１分割区間Ｒ１、第２分割区間Ｒ２、第３分割区間Ｒ３及び第４分割区間Ｒ４が位置している。複数の分割区間Ｒｎの長さは、例えば、概ね互いに同等である。また、複数の分割区間Ｒｎは、例えば、概ね複数の領域Ａｒに分配されている。
【００５３】
（接続導体、配線及び端子）
図４は、図３のIV−IV線における断面図である。
【００５４】
図２及び図４に示す接続部３、配線４及び端子５は、抵抗発熱体２に電力を供給するためのものであり、基体１に設けられている。配線４は、抵抗発熱体２に対して下層に位置する階層配線となっており、複数の給電部（Ｐ及びＤ）のいずれかと複数の端子５のいずれかとを接続している。接続部３は、配線４と給電部との間に介在してこれらの接続に寄与している。このような階層配線が設けられることによって、例えば、抵抗発熱体２の任意の位置（給電部）と、任意の位置に配置された端子５とを接続することが可能となっている。
【００５５】
より具体的には、例えば、端子５は、既に述べたように、基体１の平面視における中央側の領域の一部である端子配置領域１０ｄ（図３）において、基体１の下面から基体１の外部へ露出している。そして、例えば、主給電部Ｐ及び分岐給電部Ｄのうち、端子配置領域１０ｄの外側に位置するもの（本実施形態ではＤ１及びＤ３）は、接続部３及び配線４を介して端子５に接続されている。一方、主給電部Ｐ及び分岐給電部Ｄのうち、端子配置領域１０ｄに位置するもの（本実施形態ではＰａ、Ｐｂ及びＤ２）は、例えば、配線４を介さずに端子５に直接的に接続されている。
【００５６】
接続部３は、例えば、基体１の一部（第２セラミック層１ｂ）を貫通する貫通導体を含んでいる。そして、第１分岐給電部Ｄ１及び第３分岐給電部Ｄ３の直下に位置することによって、これらの給電部に接続されている。換言すれば、接続部３は、基体１の内部において、抵抗発熱体２の給電部から基体１の上面１０ｃとは反対側に突出している。
【００５７】
配線４は、例えば、第２セラミック層１ｂと第３セラミック層１ｃとの間に位置する導体パターンによって構成されている。すなわち、配線４は、基体１に埋設されている。配線４の寸法及び形状は適宜に設定されてよい。図示の例では、配線４は、概ね一定の幅で直線状に延びている。また、平面視において、端子５が基体１の中央側の一部である端子配置領域１０ｄに位置し、かつ第１分岐給電部Ｄ１及び第３分岐給電部Ｄ３が端子配置領域１０ｄの外側に位置していることに対応して、配線４は、概ね、基体１の半径方向において延びている。また、配線４は、基体１の上面１０ｃに平行に延びている。
【００５８】
複数の端子５のうち、配線４に接続されるものは、例えば、第３セラミック層１ｃを貫通する貫通導体によって構成されている。そして、この端子５は、配線４の接続部３とは反対側の概ね端部において配線４の直下に位置することによって、配線４に接続されている。
【００５９】
複数の端子５のうち、配線４を介さずに給電部（Ｐａ、Ｐｂ及びＤ２）に直接に接続されるものは、例えば、第２セラミック層１ｂ及び第３セラミック層１ｃを貫通する貫通導体によって構成されている。そして、この端子５は、抵抗発熱体２の直下に位置することによって、給電部（Ｐａ、Ｐｂ及びＤ２）に接続されている。
【００６０】
なお、特に図示しないが、端子５は、基体１の下面から突出していてもよいし、雌ねじ部又は雄ねじ部が形成されていてもよい。又は、端子５は、基体１の下面に位置するパッド（層状導体）を更に有していてもよい。
【００６１】
接続部３、配線４及び端子５の材料は、適宜な導体（例えば金属）とされてよい。例えば、これらの材料は、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）又はこれらを主成分とする合金である。また、接続部３、配線４及び／又は端子５の材料は、前記のような金属を含む導電ペーストを焼成して得られるものであってもよい。すなわち、これら導体の材料は、ガラス粉末及び／又はセラミック粉末を含むものであってもよい。また、これらの材料は、抵抗発熱体２の材料と同一の材料であってもよいし、異なる材料であってもよい。端子５の外部に露出する表面は、接合性及び／又は耐食性に優れた金属によって表面が覆われていてもよい。
【００６２】
接続部３（後述する接続導体３ａも同様）及び／又は端子５を構成する貫通導体は、例えば、多層配線基板において用いられている種々のものと同様とされてよい。貫通導体は、セラミック層に形成された孔内に充填された導体であってもよいし（中実であってもよいし）、前記の孔内の内周面に成膜された導体であってもよい（中空であってもよい）。ただし、中実であれば、導通面積を確保することが容易である。中空の貫通導体の内部には、その一部又は全体に絶縁材料が充填されていてもよい。また、貫通導体は、径が一定のものであってもよいし、径が変化するもの（例えばテーパ状又は逆テーパ状のもの）であってもよい。貫通方向に直交する断面の形状も適宜に設定されてよく、例えば、当該形状は円形である。貫通導体が２層以上のセラミック層に亘っている場合においては、当該貫通導体は、各セラミック層を貫通する導体が重ねられて作製されたものであってもよいし、２層以上のセラミック層を貫通するように作製されたものであってもよい。
【００６３】
貫通導体（接続部３及び端子５）と層状パターン（抵抗発熱体２及び配線４）との接続部においては、材料若しくは製造工程等の観点から見て、層状パターンの上面又は下面に貫通導体が接続されていてもよいし、貫通導体の周囲に層状パターンが接続されていてもよいし、そのような区別が不可能であってもよい。本実施形態の説明においては、便宜上、いずれの場合であっても、抵抗発熱体２及び配線４の上面又は下面に接続部３及び／又は端子５が接続されていると概念的に捉えて説明する。
【００６４】
（接続部の詳細（複数の接続導体））
図５は、接続部３及びその周囲を拡大して示す斜視図である。
【００６５】
各接続部３は、例えば、複数（図示の例では３つ）の接続導体３ａを含んでいる。複数の接続導体３ａは、抵抗発熱体２の経路に沿って（抵抗発熱体の延びる方向へ）配列されており、１つの給電部（本実施形態ではＤ１又はＤ３）と１つの配線４（別の観点では１つの端子５）との間で並列接続されている。これにより、抵抗発熱体２と配線４との導通面積が確保されやすくなっている。各接続導体３ａは、接続部３の説明として既に述べたように、例えば、第２セラミック層１ｂを貫通する貫通導体によって構成されている。
【００６６】
各接続導体３ａの形状及び寸法は適宜に設定されてよい。例えば、接続導体３ａを構成する貫通導体は、既に述べたように、多層配線基板で用いられているものと同様でよく、一例として、概略円柱状である。また、各接続導体３ａの径（例えば最大径又は抵抗発熱体２の幅方向の径）は、例えば、抵抗発熱体２の幅と概ね同等である。概ね同等という場合、例えば、両者の差は、抵抗発熱体２の幅の１０％以下である。換言すれば、接続導体３ａの径は抵抗発熱体２の幅の０．９倍以上１．１倍以下である。もちろん、接続導体３ａの径は、抵抗発熱体２の幅と同等でなくてもよい。寸法の一例を示すと、例えば、抵抗発熱体２の幅は１ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。また、例えば、接続導体３ａ（円柱状）の直径は１ｍｍ以上７ｍｍ以下である。
【００６７】
複数の接続導体３ａの数及び相対位置等は適宜に設定されてよい。接続導体３ａの数は、図示の例とは異なり、２又は４以上であっても構わない。一の給電部に対応する複数の接続導体３ａの相対位置は、複数の接続導体３ａが抵抗発熱体２の経路に沿って配列されていることから、抵抗発熱体２の経路によって規定される。図示の例では、抵抗発熱体２が比較的曲率半径が大きい円弧となっている部分において給電部（Ｄ１又はＤ３）が位置していることから、複数の接続導体３ａは、概略直線状に配列されている。抵抗発熱体２の経路の形状及び給電部の位置によっては、３つの接続導体３ａは、例えば、三角状に配置される。一の給電部に対応する複数の接続導体３ａの間隔は、適宜に設定されてよい。また、当該間隔は、比較的狭くてよい。複数の接続導体３ａ同士が短絡してしまっても、電気的な不都合は生じない。
【００６８】
なお、配線４の接続部３との接続部における形状は、複数の接続導体３ａとの接続が可能になるように適宜に設定されてよい。図示の例では、複数の接続導体３ａの配列が、概ね配線４の幅方向に沿っているとともに、複数の接続導体３ａの配列の長さが、配線４の幅よりも大きいことに対応して、配線４の接続部３との接続部は、幅方向両側に延びる２つの枝部４ａを有している。なお、複数の接続導体３ａの配置に応じて、このような枝部４ａが設けられなかったり、枝部４ａが適宜な方向へ延びたりしてよい。また、枝部４ａを設けるのではなく、パッド状部分を形成したりしてもよい。
【００６９】
（各部の断面積の相対関係）
互いに直列接続されている端子５、配線４、接続部３（複数の接続導体３ａ）及び抵抗発熱体２の断面積及びその相対関係は、適宜に設定されてよい。なお、実施形態の説明において、これらの導体について断面積という場合、特に断りがない限りは、これらの導体の横断面の面積をいうものとする。端子５又は接続部３の横断面は、上面１０ｃに平行な断面であり、配線４又は抵抗発熱体２の断面積は、これらの導体の延びる方向に直交する断面である。
【００７０】
上記の導体を断面積が大きい順に挙げると、例えば、端子５、配線４、接続部３（複数の接続導体３ａの断面積の合計）及び抵抗発熱体２となる。すなわち、抵抗発熱体２側ほど断面積が小さくなっている。このようにすることにより、例えば、端子５から抵抗発熱体２へ至る途中における発熱を低減しやすくなっている。ただし、これらの導体の断面積は、このような相対関係になっていなくてもよい。
【００７１】
なお、各導体において、断面積が位置によって異なる場合においては、例えば、最小の断面積（別の観点では発熱しやすい部分）によって比較がなされてよい。例えば、図５の例では、配線４は、大部分が一定の幅で延びている一方で、端部において２つの枝部４ａが設けられることによって幅が広くなっている。この場合、一定の幅で延びている部分の断面積が他の導体の断面積と比較されてよい。
【００７２】
上記断面積の相対関係は、各導体の横断面のいずれの方向の寸法の設定によって実現されてもよい。例えば、以下のとおりである。
【００７３】
上述のように、接続導体３ａは、概ね円柱状に形成されており、その直径は、抵抗発熱体２の幅と同等とされている。一方、抵抗発熱体２は、厚さが幅に対して小さい層状である。これにより、各接続導体３ａの断面積は、抵抗発熱体２の断面積よりも大きくなりやすくなっている。そして、（１つの接続部３を構成する）複数の接続導体３ａの断面積の合計は、抵抗発熱体２の断面積よりも大きくなっている。例えば、複数の接続導体３ａの断面積の合計は、抵抗発熱体２の断面積の２倍以上又は５倍以上とされてよく、また、抵抗発熱体２の断面積の１０倍程度とされてもよい。
【００７４】
配線４は、例えば、接続導体３ａの直径に比較して幅が広くされることによって断面積が確保されている。ひいては、（１つの接続部３を構成する）複数の接続導体３ａの断面積の合計よりも大きくされている。なお、図５では、図示の都合上、配線４の断面積が複数の接続導体３ａの断面積の合計よりも小さい寸法比率で配線４及び接続導体３ａが示されている。
【００７５】
端子５は、例えば、円柱状であり、また、直径が配線４の幅と同等とされている。一方、配線４は、幅に対して厚さが小さい層状である。これにより、端子５の断面積は、配線４の断面積よりも大きくされている。
【００７６】
なお、配線４と抵抗発熱体２とを比較したとき、配線４の断面積は、例えば、抵抗発熱体２の断面積の２倍以上又は５倍以上である。配線４の厚みは、抵抗発熱体２の厚みに対して、薄くてもよいし、同等でもよいし、厚くてもよい。なお、配線４の厚みが抵抗発熱体２の厚みと概ね同等という場合、例えば、両者の差は、抵抗発熱体２の厚さの１０％以下である。寸法の一例を示すと、抵抗発熱体２の幅は１ｍｍ以上１０ｍｍ以下、抵抗発熱体２の厚さは１０μｍ以上１５０μｍ以下、配線４の幅は抵抗発熱体２の１０倍程度、配線４の厚さは抵抗発熱体２の厚さと同程度である（配線４の断面積は抵抗発熱体２の断面積の１０倍程度である。）。
【００７７】
なお、配線４を介さずに給電部（Ｐａ、Ｐｂ及びＤ２）に直接接続される端子５は、例えば、その軸方向（基体１の厚さ方向）の長さを除いては、図５に示す端子５と同様の形状及び寸法である。
【００７８】
（駆動装置）
図１に示した駆動装置５０は、例えば、電源回路及びコンピュータ等を含んで構成されており、商用電源からの電力を適宜な電圧の交流電力及び／又は直流電力に変換してヒータ１０（複数の端子５）に供給する。コンピュータは、例えば、ＩＣ（Integrated Circuit）及び／又はパーソナルコンピュータによって構成されている。また、コンピュータは、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び外部記憶装置を備えており、ＣＰＵがＲＯＭ等に記憶されているプログラムを実行することによって、制御部等の各種の機能部が構成される。なお、所定の演算処理を行う回路を組み合わせて制御部等を構成してもよい。駆動装置５０が行う処理は、デジタル処理であってもよいし、アナログ処理であってもよい。
【００７９】
（制御方法）
図６（ａ）は、ヒータシステム１００における制御系の構成の概略を示した模式図である。
【００８０】
この図では、紙面上部において左右方向に延びる白抜きの線によって、抵抗発熱体２が模式的に示されている。その両端は、１対の主給電部Ｐであり、中途には、複数の分岐給電部Ｄが位置している。抵抗発熱体２の周囲の記号又は図形は、駆動装置５０の構成要素を模式的に示している。
【００８１】
駆動装置５０は、例えば、主駆動部５１と、追加駆動部５２とを有している。主駆動部５１は、１対の主給電部Ｐ間に主電力（第１電力。主電流）を供給する。すなわち、主駆動部５１は、抵抗発熱体２の全体に主電力を供給する。また、追加駆動部５２は、例えば、複数の給電部（Ｐ及びＤ）のうち、抵抗発熱体２の経路上において互いに隣り合うもの同士の間に追加電力（第２電力。追加電流）を個別に供給する。すなわち、追加駆動部５２は、複数の分割区間Ｒｎに対して追加電力を個別に供給する。
【００８２】
従って、抵抗発熱体２においては、その全体を流れる主電流に重畳して部分的に追加電流が流れることになる。その結果、例えば、ヒータ本体１０ａが生じる熱量の大部分を主電力によって実現しつつ、ヒータ本体１０ａの領域Ａｒ毎に、その領域Ａｒに適した温度制御を行うことができる。ひいては、例えば、ヒータ本体１０ａにおける温度分布を均一化したり、逆に、ヒータ本体１０ａに所望の温度勾配を生じさせたりすることが容易化される。
【００８３】
主電力は、直流電力及び交流電力のいずれであってもよい。追加電力も、直流電力及び交流電力のいずれであってもよい。例えば、主電力は直流電力であり、追加電力は、交流電力である。又は、主電力は交流電力であり、追加電力は主電力よりも周波数が高い交流電力である。
【００８４】
図６（ｂ）は、ヒータシステム１００における温度制御の例を模式的に示した図である。この図において、横軸は時間を示し、縦軸は温度を示している。
【００８５】
図示の例では、駆動装置５０は、例えば、ヒータ本体１０ａの温度分布が均一になり、かつその温度が時間経過に対して一定な目標温度ｔｒ０に収束するように主電力及び追加電力を制御する。具体的には、例えば、駆動装置５０は、主電力による加熱によって、ヒータ本体１０ａの温度が目標温度ｔｒ０よりも低い設定温度ｔｒａとなるように主電力を制御する。また、駆動装置５０は、各分割区間Ｒｎ（領域Ａｒ）の温度が目標温度ｔｒ０になるように、分割区間Ｒｎ毎に追加電力を制御する。これにより、各分割区間Ｒｎの温度は、設定温度ｔｒａから、追加電力による加熱に起因する温度上昇分ｔａｄｄで上昇する。その結果、各分割区間Ｒｎの温度は目標温度ｔｒ０に収束する。
【００８６】
なお、図６（ｂ）は模式図であることから、温度ｔｒ０と温度上昇分ｔａｄｄとを加算した温度が目標温度ｔｒ０に対して振動している様子を比較的大きく、かつ矩形波で表現している。実際には、このような振動は、ＰＩＤ（Proportional Integral Differential）制御などの精緻な制御方式を採用することによって低減されてよい。
【００８７】
図６（ａ）に戻って、駆動装置５０は、例えば、第１絶縁トランスＴ１〜第４絶縁トランスＴ４（以下、単に「絶縁トランスＴ」といい、これらを区別しないことがある。）を有していてもよい。絶縁トランスＴは、例えば、分割区間Ｒｎ毎に設けられており、追加駆動部５２から分割区間Ｒｎへの追加電力としての交流電力の供給を仲介する。このような絶縁トランスＴが設けられていることによって、例えば、交流電力の周波数よりも高い周波数の成分（ノイズ）が追加電力に含まれている場合、当該成分が抵抗発熱体２へ流れるおそれを低減することができる。
【００８８】
また、駆動装置５０は、例えば、第１コンデンサＣ１〜第４コンデンサＣ４（以下、単に「コンデンサＣ」といい、これらを区別しないことがある。）を有していてもよい。コンデンサＣは、例えば、分割区間Ｒｎ毎に設けられており、追加駆動部５２と分割区間Ｒｎとの間に直列接続されている。このようなコンデンサＣが設けられていることにより、例えば、直流電流又は相対的に周波数が低い交流電流である主電流が追加駆動部５２側へ流れてしまうおそれを低減する一方で、相対的に周波数が高い交流電流である追加電流を抵抗発熱体２へ流すことができる。
【００８９】
（ヒータの製造方法）
ヒータ１０の製造方法は、例えば、以下のとおりである。
【００９０】
まず、第１セラミック層１ａ〜第３セラミック層１ｃとなるセラミックグリーンシートを準備する。グリーンシートは、例えば、ドクターブレード法によってスラリーをシート状にすることによって形成されてもよいし、スラリーを噴霧造粒法（スプレードライ法）により噴霧乾燥して造粒し、ロールコンパクション法を利用することによって形成されてもよい。グリーンシートは、概ね一定の厚さに形成される。スラリーは、例えば、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化珪素又は炭化珪素が主成分となるように主成分原料を準備し、これに焼結助剤、バインダ、溶媒及び分散剤等を所定量添加して混合することによって作製される。
【００９１】
次に、グリーンシートに対し、所望の形状になるようにレーザ加工及び／又は金型を用いた打ち抜き加工を行う。この際、例えば、接続部３及び端子５が配置される孔が形成される。
【００９２】
次に、抵抗発熱体２、接続部３、配線４及び端子５等の導体となる金属ペーストをスクリーン印刷等の適宜な方法によってグリーンシートに配置する。例えば、第２セラミック層１ｂとなるグリーンシートの上面（第１セラミック層１ａとなるグリーンシートの下面でもよい。）に抵抗発熱体２となる金属ペーストを配置する。第３セラミック層１ｃとなるグリーンシートの上面（第２セラミック層１ｂとなるグリーンシートの下面でもよい。）に配線４となる金属ペーストを配置する。第２セラミック層１ｂとなるグリーンシートに形成された孔に接続部３となる金属ペーストを充填する。第３セラミック層１ｃとなるグリーンシートに形成された孔に端子５となる金属ペーストを充填する。金属ペーストは、例えば、ＡＩＮ等のセラミック粉末を含んでいる。抵抗発熱体２及び／又は配線４となる金属ペーストは、例えば、スクリーン印刷等の公知の方法によって塗布される。
【００９３】
抵抗発熱体２及び／又は配線４となる材料は、導電材料とセラミック粉末とを含んだ導電シートであってもよい。導電シートは、例えば、後述のグリーンシートの積層体の作製の際に、グリーンシートによって挟み込まれる。また、グリーンシートに溝を掘り、導電シートをこの溝内に配置してもよい。
【００９４】
また、接続部３及び／又は端子５となる材料は、完成後の接続部３及び／又は端子５と同様のものであってもよい。すなわち、当該材料は、固体状かつ柱状の金属（金属バルク材）であってもよい。この場合、接続部３及び端子５が配置される孔は、後述する焼成におけるグリーンシートと金属バルク材との収縮率の差を考慮して、金属バルク材の径及び軸長さよりも径及び貫通長さが大きくされてよい。
【００９５】
次に、グリーンシートを積層し、グリーンシートの積層体を作製する。なお、シートを積層するときに用いる接合材としては、上述したスラリーを用いれば良い。
【００９６】
そして、グリーンシートの積層体を主成分の焼成条件に合わせて焼成する。これにより、抵抗発熱体２、接続部３、配線４及び端子５を内部に設けた焼結体（基体１）を得ることできる。なお、焼成の際、基体１（第１セラミック層１ａ〜第３セラミック層１ｃ）は収縮する。また、基体１に配される各種の導体もセラミック粉末が添加されていることによって収縮する。
【００９７】
抵抗発熱体２、接続部３、配線４及び端子５以外に、プラズマ処理用電極もしくは静電チャック用電極となる金属ペースト、金属板又は金属メッシュを積層時に挟み込むことによって、プラズマ処理用のテーブルもしくは静電チャックを作製することもできる。
【００９８】
以上のとおり、本実施形態では、ヒータ１０は、基体１と、抵抗発熱体２と、複数の接続導体３ａと、端子５とを有している。基体１は、所定面（上面１０ｃ）を有しているとともに絶縁性を有している。抵抗発熱体２は、上面１０ｃ上又は基体１内（本実施形態では基体１内）にて、上面１０ｃに沿って延びている。複数の接続導体３ａは、抵抗発熱体２から上面１０ｃが面する側とは反対側へ延びている部分（本実施形態では接続導体３ａの全部）をそれぞれ含んでいる。（１つの）端子５は、上面１０ｃが面する側とは反対側へ露出しており、複数の接続導体３ａが互いに並列に電気的に接続されている。複数の接続導体３ａは、抵抗発熱体２の延びる方向へ抵抗発熱体２の経路に沿って配列されている。
【００９９】
従って、例えば、１つの貫通導体（接続導体３ａ）によって抵抗発熱体２と端子５とを接続する場合に比較して、抵抗発熱体２と接続部３との導通面積を大きくすることができる。導通面積を大きくすることによって、例えば、断線のおそれを低減したり、接続部３において発熱するおそれを低減したりすることができる。
【０１００】
別の観点では、例えば、導通面積を確保するために、抵抗発熱体２の幅を給電部において局部的に大きくしたり、接続導体３ａの径を大きくしたりする必要性が低減される。その結果、例えば、抵抗発熱体２の全体に亘って、抵抗発熱体２の互いに隣接する部分同士の中心間距離を短くして、抵抗発熱体２を密に配置することができる。換言すれば、抵抗発熱体２を密に配置しても、抵抗発熱体２の給電部と、抵抗発熱体２の給電部でない部分との短絡が生じるおそれが低減される。このような効果は、本実施形態のように、抵抗発熱体２の端部だけでなく、抵抗発熱体２の中途位置に分岐給電部Ｄが設けられる場合において特に有効である。
【０１０１】
また、例えば、平面視において貫通導体を抵抗発熱体２に沿う細長い形状にするのではなく、抵抗発熱体２に沿って複数の接続導体３ａを配列することから、接続導体３ａとして、従来公知の概略円柱状の貫通導体を用いることができる。
【０１０２】
また、本実施形態では、（１つの接続部３を構成する）複数の接続導体３ａのその延びる方向に直交する断面の面積の合計は、抵抗発熱体２のその延びる方向に直交する断面の面積よりも大きい。
【０１０３】
従って、例えば、複数の接続導体３ａにおいて生じる熱量を低減することができる。その結果、例えば、抵抗発熱体２の給電点付近において局所的に温度が上昇するおそれが低減される。すなわち、上面１０ｃにおける発熱量が均等化される。
【０１０４】
また、本実施形態では、配線パターン（本実施形態では配線４）のその延びる方向に直交する断面の面積は、複数の接続導体３ａのその貫通方向に直交する断面の面積の合計よりも大きい。
【０１０５】
従って、例えば、配線４において生じる熱量を低減することができる。その結果、例えば、ウェハの加熱に直接に寄与しない基体１の下面側における発熱が抑制される。ひいては、電力の無駄な消費を低減することができる。
【０１０６】
本実施形態では、複数の接続導体３ａの少なくともいずれか１つの、抵抗発熱体２の幅方向における径は、抵抗発熱体２の幅の０．９倍以上１．１倍以下の大きさである。
【０１０７】
すなわち、接続導体３ａの径が抵抗発熱体２の幅に極力近づけられる。その結果、例えば、接続導体３ａの径が抵抗発熱体２の幅よりも小さい場合に比較して、上述した抵抗発熱体２の幅を局部的に大きくすることなく導通面積を大きくする効果が向上する。また、例えば、接続導体３ａの径が抵抗発熱体２の幅よりも大きい場合に比較して、接続導体３ａと、抵抗発熱体２の給電部でない部分とが短絡してしまうおそれが低減される。
【０１０８】
＜第２実施形態＞
（ヒータの構成）
図７（ａ）は、第２実施形態に係るヒータ２１０の一部を拡大して示す斜視図であり、図５の紙面右側の一部に相当している。図７（ｂ）は、図７（ａ）のVIIｂ−VIIｂ線における断面図である。
【０１０９】
ヒータ２１０は、基本的に、接続部２０３の接続導体２０３ａの構成のみが第１実施形態のヒータ１０と相違する。他の構成は、第１実施形態の構成と同様とされてよい。なお、図示の例では、配線４は、図５の例とは異なり、複数の接続導体２０３ａに至るまで一定の幅とされている。
【０１１０】
接続導体２０３ａは、抵抗発熱体２及び配線４を貫通している点が第１実施形態の接続導体３ａと相違する。より詳細には、接続導体３ａの上端は、例えば、抵抗発熱体２を貫通するとともに抵抗発熱体２の上方へ突出している（第１セラミック層１ａ内に埋設されている。）。また、接続導体３ａの下端は、例えば、配線４を貫通するとともに配線４の下方に突出している（第３セラミック層１ｃ内に埋設されている。）。その突出量は適宜に設定されてよい。
【０１１１】
接続導体２０３ａの材料は、例えば、純金属、又は金属元素のみを含む合金である。別の観点では、第１実施形態では、接続導体３ａの材料は、セラミック粉末及び／又はガラス粉末（無機絶縁物）を含むものとされてよいことを述べたが、接続導体２０３ａの材料は、そのような無機絶縁物を含まないものとされている。純金属の金属元素又は合金の主成分の金属元素は、当該金属元素は、抵抗発熱体２、配線４及び／又は端子５の主成分の金属元素と同一であってもよいし、異なっていてもよい。純金属の金属元素又は合金の主成分の金属元素は、例えば、タングステン（Ｗ）又はモリブデン（Ｍｏ）である。
【０１１２】
第１実施形態では、貫通導体（接続導体３ａ又は端子５）と層状パターン（抵抗発熱体２又は配線４）との接続部においては、材料若しくは製造工程等の観点から見て、層状パターンの上面又は下面に貫通導体が接続されていてもよいし、貫通導体の周囲に層状パターンが接続されていてもよいことを述べた。本実施形態では、層状パターン（抵抗発熱体２又は配線４）は、例えば、接続導体２０３ａの周囲に接続されている。
【０１１３】
接続導体２０３ａの寸法は、長さ（上下方向）を除いて、第１実施形態の接続導体３ａの寸法と同様とされてよい。例えば、接続導体２０３ａの径は、抵抗発熱体２の幅の０．９倍以上１．１倍以下とされてよいし、これよりも大きく、又は小さくされてもよい。図示の例では、接続導体２０３ａの径が抵抗発熱体２の幅よりも小さくされており、接続導体２０３ａは、抵抗発熱体２に形成された孔（符号省略）に挿通されている。
【０１１４】
なお、接続導体２０３ａの径は、抵抗発熱体２の幅以上とされ、抵抗発熱体２に形成された孔（符号省略）に挿通された態様でなくてもよい。すなわち、接続導体２０３ａは、抵抗発熱体２を分断するように設けられていてもよい。当該態様も、接続導体２０３ａが抵抗発熱体２を貫通していると表現することとする。同様に、接続導体２０３ａによって配線４の外縁の一部に切欠きが形成されている場合も、接続導体２０３ａが配線４を貫通していると表現することとする。
【０１１５】
（ヒータの製造方法）
図８（ａ）及び図８（ｂ）は、ヒータ２１０の製造方法を説明するための断面図であり、図７（ｂ）に対応している。なお、図８（ｂ）では、第１セラミック層１ａ〜第３セラミック層１ｃのハッチングを省略している。また、図８（ａ）及び図８（ｂ）では、製造工程の進行に伴って部材の特性及び寸法等が変化しても当該部材に同一の符号を用いている。
【０１１６】
ヒータ２１０の製造方法は、例えば、接続導体２０３ａに用いる材料を除いては、第１実施形態と同様でよい。具体的には、以下のとおりである。
【０１１７】
図８（ａ）に示すように、第２セラミック層１ｂとなるセラミックグリーンシートには、第１実施形態と同様に、接続導体２０３ａが設けられる貫通孔（符号省略）が形成される。この貫通孔には、接続導体２０３ａが配置される。
【０１１８】
第１実施形態では、上記の貫通孔に配置される接続導体３ａの材料として、例えば、ＡＩＮ等のセラミック粉末（無機絶縁物）が添加された導電ペーストが用いられる。一方、本実施形態の接続導体２０３ａの材料は、そのようなセラミック粉末が添加されていないものである。
【０１１９】
例えば、貫通孔に配置される接続導体２０３ａは、完成後のヒータ２１０における接続導体２０３ａと同様のものである。換言すれば、貫通孔に配置される材料は、固体状かつ柱状の金属（金属バルク材）である。その形状及び寸法は、例えば、概略、第２セラミック層１ｂとなるセラミックグリーンシートに形成された貫通孔の形状及び寸法と同一である。なお、接続導体２０３ａの外周面と、貫通孔の内周面との間に隙間が形成されるなどしていてもよい。当該隙間は、例えば、収縮しない金属バルク材と、グリーンシートとの収縮率の差を加味して設定されてよい。
【０１２０】
また、例えば、接続導体２０３ａの材料として、溶融状態の金属（純金属又は金属元素のみからなる合金）がセラミックグリーンシートの貫通孔に充填されてもよい。そして、セラミックグリーンシートの焼成前に当該金属が凝固して接続導体２０３ａが形成されてもよい。また、接続導体２０３ａの材料として、金属粉末と樹脂溶液とを含み、セラミック粉末等の無機絶縁物を含まない導電ペーストがセラミックグリーンシートの貫通孔に充填されてもよい。
【０１２１】
接続導体２０３ａ（又はその材料）が第２セラミック層１ｂとなるセラミックグリーンシートの貫通孔に配置されると、第１セラミック層１ａ〜第３セラミック層１ｃとなるセラミックグリーンシートが積層される。その後、セラミックグリーンシートの積層体は焼成される。
【０１２２】
図８（ｂ）において矢印で示すように、焼成により、セラミックグリーンシートの積層体（基体１）は、厚み方向及び平面方向に収縮する。また、セラミック粉末が添加された導電ペースト（抵抗発熱体２及び配線４）も同様に収縮する。一方、接続導体２０３ａは、例えば、金属バルク材であり、セラミック粉末が添加された導電ペーストではないから収縮しない、若しくは収縮量が小さい。
【０１２３】
従って、接続導体２０３ａは、基体１の厚み方向における収縮によって、抵抗発熱体２及び配線４を貫通する。さらには、接続導体２０３ａは、第１セラミック層１ａ及び第３セラミック層１ｃ内に突出する。
【０１２４】
また、接続導体２０３ａが抵抗発熱体２及び配線４を貫通した状態から、さらに基体１、抵抗発熱体２及び配線４の収縮が進むと、接続導体２０３ａは、抵抗発熱体２及び配線４によって平面方向に締め付けられる。これにより、接続導体２０３ａの外周面と、層状パターン（抵抗発熱体２及び配線４）との導通が確実になされる。
【０１２５】
なお、図８（ｂ）の例では、接続導体２０３ａの上端面及び下端面は、抵抗発熱体２及び配線４となる導電ペーストのうちの接続導体２０３ａによって打ち抜かれた部分によって構成されている。当該部分は、接続導体２０３ａとは別の部材として捉えられてもよいし、接続導体２０３ａの一部として捉えられてもよい。別の観点では、接続導体２０３ａは、純金属又は金属元素のみを含む合金からなると捉えられてもよいし、他の材料を含んで構成されていると捉えられてもよい。また、セラミックグリーンシートにおいて、接続導体２０３ａと重なる領域に抵抗発熱体２及び配線４となる導電ペーストを設けないようにし、上記の打ち抜かれた部分が形成されないようにしてもよい。
【０１２６】
特に図示しないが、各端子５の一部又は全部も、接続導体２０３ａと同様の構成とされてよい。例えば、端子５は、純金属、又は金属元素のみを含む合金から構成されてよい。この純金属又は合金の主成分の金属元素は、タングステン又はモリブデンとされてよい。配線４に接続される端子５（給電部Ｄ１又はＤ３に対応する端子５）は、上端が配線４を貫通してよい。抵抗発熱体２に直接に接続される端子５（給電部Ｐａ、Ｐｂ又はＤ２に対応する端子５）は、上端が抵抗発熱体２を貫通してよい。また、端子５の下端は、基体１の下面から突出してよい。
【０１２７】
（第２実施形態の製造方法の変形例）
図９（ａ）は、ヒータ２１０の製造方法の変形例を示す断面図であり、図８（ａ）に対応している。すなわち、図９（ａ）は、焼成前のヒータ２１０の一部を示している。
【０１２８】
この図に示すように、第１セラミック層１ａ及び第３セラミック層１ｃとなるセラミックグリーンシートの接続導体２０３ａ側の面には、接続導体２０３ａに重なる位置に凹部１ｒが形成されていてもよい。
【０１２９】
凹部１ｒは、例えば、概略、上面１０ｃに平行な断面形状が深さ方向（上下方向）に亘って一定の形状である。凹部１ｒの平面形状（寸法含む）は、例えば、焼成後において接続導体２０３ａと概ね同等となるように設定されている。ただし、凹部１ｒの平面形状は、焼成後において接続導体２０３ａに対して小さく、又は大きくなるように設定されていてもよい。また、２つの凹部１ｒの深さの合計は、例えば、焼成後において接続導体２０３ａが第１セラミック層１ａ及び第３セラミック層１ｃ内に突出する深さの合計と同等とされている。ただし、前者は、後者に対して小さく、又は大きくされていてもよい。
【０１３０】
このような凹部１ｒを設けることにより、焼成に伴って基体１が収縮するときに、接続導体２０３ａが第１セラミック層１ａ及び／又は第３セラミック層１ｃを上下方向に押圧する力が低減される、又は無くされる。これにより、例えば、基体１の上面１０ｃの平坦性が損なわれるおそれを低減できる。
【０１３１】
なお、凹部１ｒの一部又は全部には、抵抗発熱体２及び配線４となる導電ペーストと同一の導電ペーストを配置してもよい。そして、接続導体２０３ａの上端及び下端に抵抗発熱体２及び配線４と一体的に形成された部分が形成されてもよい。また、凹部１ｒは、第１セラミック層１ａ及び第３セラミック層１ｃの一方のみに形成されてもよい。
【０１３２】
（第２実施形態の製造方法の他の変形例）
図９（ｂ）は、ヒータ２１０の製造方法の他の変形例を示す断面図であり、図８（ａ）に対応している。すなわち、図９（ｂ）は、焼成前のヒータ２１０の一部を示している。
【０１３３】
図９（ｂ）において、金属２０３ａａは、図８（ａ）の接続導体２０３ａと同一のものであり、固体状かつ柱状の金属（金属バルク材）である。この場合において、金属２０３ａａと、貫通孔との間に導電ペースト２０３ａｂが配置されてもよい。導電ペースト２０３ａｂは、例えば、抵抗発熱体２及び／又は配線４となる導電ペーストと同一の材料である。そして、金属２０３ａａと、導電ペースト２０３ａｂとによって、接続導体２０３ａが構成されてもよい。
【０１３４】
この場合、例えば、接続導体２０３ａは、抵抗発熱体２及び／又は配線４と一体的に形成された部分を有する。その結果、接続導体２０３ａと、層状パターン（抵抗発熱体２及び／又は配線４）との導通が確実になされる。
【０１３５】
なお、上記では、導電ペースト２０３ａｂによって構成される部分も接続導体２０３ａの一部として捉えたが、金属２０３ａａのみによって構成される部分を接続導体２０３ａとして捉えてもよい。
【０１３６】
以上のとおり、本実施形態では、第１実施形態と同様に、複数の接続導体２０３ａが、抵抗発熱体２の延びる方向へ抵抗発熱体２の経路に沿って配列されている。従って、第１実施形態と同様の効果が奏される。例えば、抵抗発熱体２の幅を大きくせずに、抵抗発熱体２と接続部３との導通面積を大きくすることができる。
【０１３７】
また、本実施形態では、基体１は、セラミックスにより構成されている。（１つの接続部３内の）複数の接続導体２０３ａの少なくともいずれか１つは、純金属、又は金属元素のみを含む合金（セラミックス粉末を含まない合金）により構成されている。
【０１３８】
従って、例えば、図８（ｂ）を参照して説明したように、焼成したときに、セラミックグリーンシート（基体１）及び導電ペースト（抵抗発熱体２及び配線４）に比較して、金属である接続導体２０３ａ（例えば金属バルク材）は収縮しない。その結果、抵抗発熱体２及び／又は配線４によって接続導体２０３ａを締め付けて、これらの導通を確実に行うことができる。また、接続導体２０３ａは、例えば、無機絶縁物を含まないから、抵抗値を小さくしやすい。その結果、接続導体２０３ａにおいて生じる熱量を低減することができる。
【０１３９】
また、本実施形態では、上記の純金属の金属元素又は合金の主成分の金属元素は、タングステン又はモリブデンである。
【０１４０】
ここで、タングステン又はモリブデンは、抵抗発熱体２の材料として用いることができるものである。従って、例えば、抵抗発熱体２の材料の主成分が接続導体２０３ａの主成分と同一である場合に、抵抗発熱体２と接続導体２０３ａとの間の接合強度の向上及び／又は電気抵抗の低減が期待される。
【０１４１】
また、本実施形態では、（１つの接続部３内の）複数の接続導体２０３ａの少なくともいずれか１つは、抵抗発熱体２を貫通している。
【０１４２】
従って、例えば、接続導体２０３ａの上面が、抵抗発熱体２よりも下方に位置してしまい、両者の導通がなされないというような不都合が生じるおそれが低減される。また、図８（ｂ）を参照して説明したように、焼成の際に収縮する抵抗発熱体２によって接続導体２０３ａを締め付け、両者を確実に導通させることができる。また、例えば、両者の導通を確実になすことによって、両者の接合部において抵抗値が高くなるおそれを低減でき、ひいては、抵抗発熱体２の給電点付近において局所的に温度が上昇するおそれを低減できる。すなわち、上面１０ｃにおける発熱量が均等化される。
【０１４３】
また、本実施形態では、（１つの接続部３内の）複数の接続導体２０３ａの少なくともいずれか１つは、配線４を貫通している。
【０１４４】
従って、例えば、接続導体２０３ａの下面が、配線４よりも上方に位置してしまい、両者の導通がなされないというような不都合が生じるおそれが低減される。また、図８（ｂ）を参照して説明したように、焼成の際に収縮する配線４によって接続導体２０３ａを締め付け、両者を確実に導通させることができる。また、例えば、両者の導通を確実になすことによって、両者の接合部において抵抗値が高くなるおそれを低減でき、ひいては、ウェハの加熱に直接に寄与しない基体１の下面側における発熱が抑制される。すなわち、電力の無駄な消費を低減することができる。
【０１４５】
＜種々の変形例＞
図１０（ａ）〜図１１（ｂ）は、種々の変形例を示す模式図である。ここでは、接続導体として、第１実施形態の接続導体３ａを例に取る。ただし、以下の変形例は、第２実施形態に適用されてもよい。また、以下の変形例は、適宜に互いに組み合わされてよい。
【０１４６】
図１０（ａ）は、給電部Ｐａ、Ｐｂ又はＤ２における端子５周辺の拡大斜視図である。
【０１４７】
第１実施形態の説明では、複数の端子５のうち、給電部Ｐａ、Ｐｂ又はＤ２に直接に接続されるものは、第２セラミック層１ｂ及び第３セラミック層１ｃを貫通する貫通導体によって構成されているものとして述べた。換言すれば、端子５と給電部Ｐａ、Ｐｂ又はＤ２との間には、複数の接続導体３ａ（接続部３）が介在しないものとして説明した。
【０１４８】
ただし、図１０（ａ）に示すように、端子５上に複数の接続導体３ａが互いに並列に設けられ、この複数の接続導体３ａによって、端子５と抵抗発熱体２とが接続されていてもよい。
【０１４９】
なお、この変形例を第２実施形態に適用した場合において、端子５は、例えば、接続導体２０３ａとは異なり、導電ペーストによって形成されてよい。この場合、接続導体２０３ａの下端が端子５に食い込んでよい。また、上記とは逆に、端子５は、接続導体２０３ａと同様に、純金属、又は金属元素のみを含む合金から構成されてもよい。
【０１５０】
図１０（ｂ）及び図１０（ｃ）は、端子５から接続導体３ａまでの構成を下方から見た平面図である。
【０１５１】
第１実施形態の説明において、配線４は、枝部４ａが設けられなくてもよいことに言及した。また、第２実施形態の説明では、配線４が複数の接続導体２０３ａ付近において一定の幅で延びる態様を例示した。さらに、図１０（ｂ）に示すように、配線４は、端子５から複数の接続導体２０３ａまで一定の幅で延びてもよい。この場合、端子５から複数の接続導体２０３ａに至るまで、断面積が減じられることがなく、ひいては、不要な発熱を低減することができる。
【０１５２】
また、図１０（ｃ）に示すように、１つの端子５と、当該端子５に対して電気的に互いに並列に接続される複数の接続導体３ａとは、複数の配線３０４ａによって、別々に接続されていてもよい。この場合、例えば、１本の配線４によって接続する場合に比較して、基体１と配線３０４ａとの熱膨張差に起因して生じる応力を分散させることができる。ひいては、例えば、断線等のおそれを低減することができる。なお、１本の配線４は、複数の配線３０４ａに比較して、抵抗値を小さくしやすい。
【０１５３】
図示の例では、複数の配線３０４ａの数は、接続導体３ａの数と同数とされており、１対１で（個別に）接続されている。ただし、複数の配線３０４ａの数は、接続導体３ａの数よりも少なくされてもよい。
【０１５４】
なお、配線４と、複数の配線３０４ａとは、１つの端子５に対して複数の接続導体３ａを互いに並列に接続する点に関して互いに同一の機能を有している。そこで、配線４と、複数の配線３０４ａとの上位概念の用語として、配線パターンを定義するものとする。例えば、図１０（ｂ）においては、配線パターン（符号省略）は、配線４からなる。図１０（ｃ）においては、配線パターン３０４は、複数の配線３０４ａからなる。
【０１５５】
配線パターン３０４のその延びる方向に直交する断面積は、例えば、複数の配線３０４ａのその延びる方向における断面積の合計によって特定されてよい。複数の配線３０４ａの断面積は、例えば、各配線３０４ａの最小値とされてよい。当該最小値の断面積を有する断面の位置及び法線の方向は、複数の配線３０４ａ間で互いに同一とは限らない。複数の枝部４ａの断面積の合計も同様に特定されてよい。
【０１５６】
図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、変形例に係るヒータの構成を示す断面図であり、図４に相当している。
【０１５７】
実施形態では、抵抗発熱体２は、セラミックからなる基体１に埋設された。ただし、図１１（ａ）に示すヒータ４１０のように、抵抗発熱体２は、セラミックからなる基体４０１の上面上に位置していてもよい。
【０１５８】
図示の例では、抵抗発熱体２は、基体４０１とは異なる絶縁材料（例えばＹ２Ｏ３、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等の無機絶縁材料）からなる被覆層４６１によって覆われている。この場合、基体４０１と被覆層４６１との全体を基体として定義して、抵抗発熱体２が基体に埋設されていると捉えても構わない。
【０１５９】
実施形態では、配線４は、セラミックからなる基体１に埋設された。ただし、図１１（ｂ）に示すヒータ５１０のように、配線４は、セラミックからなる基体５０１の表面（下面）に位置していてもよい。
【０１６０】
図示の例では、配線４は、基体５０１とは異なる絶縁材料（例えばソルダーレジスト等の有機絶縁材料、又はＹ２Ｏ３、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等の無機絶縁材料）からなる被覆層５０７によって覆われている。この場合、基体５０１と被覆層５０７との全体を基体として定義して、配線４が基体に埋設されていると捉えても構わない。
【０１６１】
また、図１１（ｂ）に関して、別の観点では、配線４の端部が端子５に兼用されてもよい。なお、兼用されていると捉えるのではなく、端子５として機能する部分以外を配線４として定義してもよい。図１１（ｂ）では、配線４のうち被覆層５０７から露出している部分が端子５となる部分である。
【０１６２】
＜応用例＞
図１２（ａ）は、本開示のヒータシステムを適用した応用例を示す図である。図１２（ａ）では、半導体製造装置のチャンバ２５内に、本開示に係るヒータ３０を備えた様子を示している。ヒータ３０の上面には、加熱対象物としてのウェハ４０が載置されている。
【０１６３】
図１２（ｂ）は、ヒータ３０の構成を示す模式図である。ヒータ３０は、例えば、上述した各種の実施形態又は変形例に係るヒータのいずれかと同様の構成に電極１２等を加えた構成とされている。なお、ヒータ３０は、各種の実施形態又は変形例に係るヒータのいずれかと同様の構成であっても構わない。
【０１６４】
電極１２は、例えば、プラズマ処理用電極（例えばＲＦ（Radio Frequency）電極）である。この場合、ヒータ３０、駆動装置５０、及びプラズマ処理用電極に電圧を印加する不図示の駆動装置等を含むシステムは、プラズマ処理装置を構成する。
【０１６５】
また、電極１２は、例えば、静電チャック用電極である。この場合、ヒータ３０は静電チャックを構成し、また、ヒータ３０、駆動装置５０、及び静電チャック用電極に電圧を印加する不図示の駆動装置を含むシステムは、吸着装置を構成する。
【０１６６】
また、ヒータ３０は、半導体製造におけるＣＶＤ（chemical vapor deposition）工程に適用されてもよい。
【０１６７】
本開示に係る技術は、以上の実施形態及び変形例等に限定されず、種々の態様で実施されてよい。
【０１６８】
実施形態では、１つの抵抗発熱体の中途に給電部（Ｄ１〜Ｄ３）が配置された。これにより、実質的に複数の抵抗発熱体が実現された。別の観点では、複数の抵抗発熱体同士において、給電部（Ｄ１〜Ｄ３）が共用された。ただし、抵抗発熱体は、両端部にのみ給電部（Ｐａ及びＰｂ）を有していてもよい。換言すれば、実質的に抵抗発熱体が１つのみ設けられてもよい。また、複数の抵抗発熱体は、互いに分離されていてもよい。別の観点では、複数の抵抗発熱体は、給電部を互いに共用していなくてもよい。
【０１６９】
給電部を互いに共用していない複数の抵抗発熱体は、互いに接続されていないから、実施形態のように共通の電流（主電流）を流すことはできない。従って、複数の抵抗発熱体は、互いに独立に電力が供給される。また、実施形態のように、複数の抵抗発熱体が互いに接続されている場合においても、主電流を流さずに、複数の抵抗発熱体に互いに独立に電力が供給されてよい。
【０１７０】
配線パターン（配線４、複数の配線３０４ａ）は設けられなくてもよい。全ての給電部において、図１０（ａ）の構成が採用されてもよい。別の観点では、複数の端子は、種々の位置に点在していてもよい。また、例えば、配線パターンは、実施形態とは逆に、中央側の給電部と、外周側の端子とを接続するものであってもよい。別の観点では、複数の端子は外周側に集約されてもよい。
【０１７１】
配線パターンは、抵抗発熱体に対して平行でなくてもよい。そのような構成のヒータは、例えば、焼結体（基体１）をホットプレス法で作製し、その際に配線パターンとなるワイヤーを埋め込むことによって製造することができる。
【符号の説明】
【０１７２】
１…基体、２…抵抗発熱体、３ａ…接続導体、５…端子、１０…ヒータ、１０ｃ…上面（所定面）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2019079774.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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