(57)【要約】  ヒータシステムは、セラミックヒータと、駆動装置とを有している。セラミックヒータは、セラミック基材と、抵抗発熱体とを有している。セラミック基材は、上面を有している。抵抗発熱体は、セラミック基材の内部又は表面にてセラミック基材の上面に沿って延びている。駆動装置は、抵抗発熱体の全体に主電力を供給する主駆動部と、主電力に重畳して抵抗発熱体の一部である分割区間に追加電力を供給する追加駆動部と、を有している。
2017188189.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定面を有しているセラミック基材、及び前記セラミック基材の内部又は表面にて前記所定面に沿って延びている抵抗発熱体を有しているヒータと、
前記抵抗発熱体に電力を供給する駆動装置と、
を有しており、
前記駆動装置は、
前記抵抗発熱体のうちの所定の第１区間の全体に第１電力を供給する主駆動部と、
前記第１電力に重畳して前記第１区間の一部である第２区間に第２電力を供給する追加駆動部と、を有している
ヒータシステム。
【請求項２】
前記追加駆動部は、前記第１区間を複数に分けた複数の前記第２区間それぞれに対して前記第２電力を供給するとともに前記複数の第２区間への前記第２電力を個別に制御する
請求項１に記載のヒータシステム。
【請求項３】
前記第１電力が直流電力であるとともに前記第２電力が交流電力であり、又は
前記第１電力が交流電力であるとともに前記第２電力が前記第１電力よりも周波数が高い交流電力である
請求項１又は２に記載のヒータシステム。
【請求項４】
前記駆動装置は、前記追加駆動部と前記第２区間との間に直列接続されたコンデンサを有している
請求項３に記載のヒータシステム。
【請求項５】
前記追加駆動部は、前記第２電力としての交流電力の電圧を前記ヒータの温度に応じて制御しつつ前記第２電力を供給し、
前記駆動装置は、前記追加駆動部から供給された前記第２電力を前記ヒータの温度に関わらずに一定の変圧比で前記第２区間へ伝える絶縁トランスを更に有している
請求項１〜４のいずれか１項に記載のヒータシステム。
【請求項６】
前記主駆動部は、前記抵抗発熱体の前記第１区間における抵抗値の変化に基づいて前記第１電力を制御する
請求項１〜５のいずれか１項に記載のヒータシステム。
【請求項７】
前記追加駆動部は、前記抵抗発熱体の前記第２区間における抵抗値の変化に基づいて前記第２電力を制御する
請求項１〜６のいずれか１項に記載のヒータシステム。
【請求項８】
前記第１区間の両端及び前記第２区間の端である複数の給電部のうち少なくとも１つは、前記所定面の平面視において、前記セラミック基材の中央側の一部である端子配置領域の外側に位置しており、
前記ヒータは、
前記複数の給電部と電気的に接続され、前記所定面とは反対側へ前記セラミック基材の外部に露出し、前記所定面の平面視において前記端子配置領域に位置している複数の端子と、
前記複数の給電部のうち前記端子配置領域の外側に位置している給電部から前記所定面とは反対側へ突出している接続導体と、
前記セラミック基材の内部又は表面において前記抵抗発熱体に対して前記所定面とは反対側を前記接続導体から前記端子配置領域内へ延びて前記複数の端子のいずれかと接続されている配線と、を有しており、
前記駆動装置は、前記複数の端子に接続されている
請求項１〜７のいずれか１項に記載のヒータシステム。
【請求項９】
前記配線は前記所定面に平行に延びている
請求項８に記載のヒータシステム。
【請求項１０】
前記配線の横断面の面積は、前記抵抗発熱体の横断面の面積よりも大きい
請求項８又は９に記載のヒータシステム。
【請求項１１】
１つの前記給電部と１つの前記配線とを接続している前記接続導体が、前記抵抗発熱体の経路に沿って位置するように前記１つの給電部と前記１つの配線との間で並列接続されている複数の分割導体を含んでいる
請求項８〜１０のいずれか１項に記載のヒータシステム。
【請求項１２】
所定面を有しているセラミック基材と、
セラミック基材の内部にて前記所定面に沿って延びている第１区間を有しており、前記第１区間の両端及び中途位置である複数の給電部のうち少なくとも１つが、前記所定面の平面視において、前記セラミック基材の中央側の一部である端子配置領域の外側に位置している抵抗発熱体と、
前記複数の給電部と電気的に接続され、前記所定面とは反対側へ前記セラミック基材の外部に露出し、前記所定面の平面視において前記端子配置領域に位置している複数の端子と、
前記複数の給電部のうち前記端子配置領域の外側に位置している給電部から前記所定面とは反対側へ突出している接続導体と、
前記セラミック基材の内部又は表面において前記抵抗発熱体に対して前記所定面とは反対側を前記接続導体から前記端子配置領域内へ延びて前記複数の端子のいずれかと接続されている配線と、
を有しているセラミックヒータ。
【請求項１３】
セラミック基材と、
抵抗発熱体と、
前記抵抗発熱体に電力を供給する１〜ｎ番目までのｎ個（ｎは３以上の自然数）の電極と、を備え、
前記１番目の電極と前記ｎ番目の電極は、その間に第１電力が供給される電極であり、
前記抵抗発熱体における、隣接する２つの前記電極は、その間に第２電力が供給される電極であるセラミックヒータ。
【請求項１４】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載のヒータシステムと、
前記セラミック基材の内部に位置しているプラズマ処理用電極と、
を有しているプラズマ処理装置。
【請求項１５】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載のヒータシステムと、
前記セラミック基材の内部に位置している静電チャック用電極と、
を有している吸着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ヒータシステム、セラミックヒータ、プラズマ処理装置及び吸着装置に関する。
【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、セラミック基材の表面又は内部に抵抗発熱体を設けたセラミックヒータが広く用いられている。【０００３】
特許文献１のセラミックヒータでは、セラミック基材に設けられた１本の抵抗発熱体に対して当該抵抗発熱体に給電するための電極が３個以上設けられている。これにより、抵抗発熱体は、実質的に複数の区間に分割されている。そして、その複数の区間それぞれに対して個別に交流電源が設けられている。【０００４】
特許文献２のヒータシステムは、セラミック基材に複数の抵抗発熱体が設けられている。そして、制御部は、複数の抵抗発熱体それぞれに対して個別に電力を供給する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１６６４５１号公報
【特許文献２】特開２００１−１３５４６０号公報
【発明の概要】
【０００６】
本開示の一態様に係るヒータシステムは、所定面を有しているセラミック基材、及び前記セラミック基材の内部又は表面にて前記所定面に沿って延びている抵抗発熱体を有しているヒータと、前記抵抗発熱体に電力を供給する駆動装置と、を有している。そして、前記駆動装置は、前記抵抗発熱体のうちの所定の第１区間の全体に第１電力を供給する主駆動部と、前記第１電力に重畳して前記第１区間の一部である第２区間に第２電力を供給する追加駆動部と、を有している。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図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セラミックヒータの分解斜視図である。
【図３】図２のセラミック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のセラミックヒータ内部の配線及びその周囲を示す拡大斜視図である。
【図６Ａ】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る。
【図６Ｂ】図６Ａ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１のヒータシステムにおける温度制御を行うための機能ブロック図の一例である。
【図８Ａ】第２実施形態に係るセラミックヒータを示す概念的な底面図である。
【図８Ｂ】図８Ａのセラミックヒータにおける抵抗発熱体の経路を示す図である。
【図９Ａ】図８Ａにおいて配線の位置を示した透視図である。
【図９Ｂ】図９ＡのIXｂ−IXｂ線における断面図である。
【図１０Ａ】変形例を示す模式図である。
【図１０Ｂ】他の変形例を示す模式図である。
【図１０Ｃ】さらに他の変形例を示す模式図である。
【図１０Ｄ】さらに他の変形例を示す模式図である。
【図１１Ａ】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１１Ｂ】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】
【０００８】
近年では、温度を好適に制御できるヒータシステム及びセラミックヒータが提供されることが望まれている。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は、好適に温度を制御できるものである。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。
【０００９】
＜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。
【００１０】
ヒータシステム１００は、セラミックヒータ１０と、セラミックヒータ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。
【００１１】
なお、セラミックヒータ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。
【００１２】
（セラミックヒータ）
セラミックヒータ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。
【００１３】
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のみによってセラミックヒータが定義されてもよい。
【００１４】
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３０ｃｍ以下、厚さは５ｍｍ以上３０ｍｍ以下である。
【００１５】
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の寸法は適宜に設定されてよい。ただし、パイプ１０ｂの横断面は、ヒータ本体１０ａの下面よりも小さい。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。
【００１６】
パイプ１０ｂは、ヒータ本体１０ａの下面に対して、当該下面の中央側に位置している。なお、ここでいう中央側は、例えば、ヒータ本体１０ａ（下面）の図形重心（中心）と、ヒータ本体１０ａの外縁とのちょうど中間位置よりも図形重心側である。図形重心は、図形内における１次のモーメントの総和が０になる点であり、円形においては中心である。上記の中間位置を連ねた線は、ヒータ本体１０ａの外縁と相似形である。パイプ１０ｂは、ヒータ本体１０ａ（厳密には後述するセラミック基材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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
（ヒータ本体の内部構造）
図２は、セラミックヒータ１０の分解斜視図である。
【００２０】
なお、完成後のセラミックヒータ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。また、セラミックヒータ１０又はヒータ本体１０ａは、図２に示すような複数の部材（例えばセラミックグリーンシート）が組み合わ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てもよい。
【００２１】
ヒータ本体１０ａは、セラミック基材１（符号は図１参照。図２では、１ａ、１ｂ及び１ｃからなる）と、セラミック基材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、接続導体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、セラミック基材１の上面１０ｃに載置されているウェハが加熱される。
【００２２】
（セラミック基材）
セラミック基材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、そのままセラミック基材１の外形及び寸法の説明と捉えられてよい。
【００２３】
セラミック基材１の材料は、セラミックスであればよい。例えば、セラミックスは、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、セラミック基材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。
【００２４】
図２では、セラミック基材１は、第１セラミック層１ａ〜第３セラミック層１ｃからなる。ただし、既述のように、セラミック基材１は、第１セラミック層１ａ〜第３セラミック層１ｃ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てもよい。ここでは、説明の便宜のために、セラミック基材１が第１セラミック層１ａ〜第３セラミック層１ｃからなると捉えるものとする。
【００２５】
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（セラミック基材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。
【００２６】
（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延びており、概して言えば線状である。上記のように、第１セラミック層１ａは、概ね一定の厚さである。また、抵抗発熱体２は、セラミック基材１の上面１０ｃに平行に延びている。
【００２７】
図３は、第２セラミック層１ｂの上面を示す平面図である。
【００２８】
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。
【００２９】
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（第１区間の一例）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。
【００３０】
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、接続導体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。
【００３１】
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。
【００３２】
また、例えば、抵抗発熱体２は、平面視においてセラミック基材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。
【００３３】
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。
【００３４】
より詳細には、図示の例では、抵抗発熱体２は、第２方向に平行な方向に延びて往復し、かつその往復の端部において第１方向の位置をずらしている。ただし、抵抗発熱体２は、例えば、三角波形のように、第２方向に斜めに延びて往復することによって第１方向の位置をずらしてもよい。図示の例において、抵抗発熱体２は、往復の端部において、第１方向に平行な直線状であってもよいし、外側に膨らむ曲線状であってもよい。
【００３５】
第１方向（及びこれに直交する第２方向）は、各領域Ａｒに対して適宜に設定されてよい。図示の例では、第２方向（往復方向）は、各領域Ａｒの両側の２つの境界線（扇形では２本の半径）の一方に平行な方向である。ただし、第２方向は、例えば、２つの境界線のちょうど中間に位置する中心線に平行な方向であったり、当該中心線に直交する方向であったりしてもよい。なお、図示の例では、各領域Ａｒは、中心角が９０°の扇形であるので、上記のように第２方向が２つの境界線の一方に平行である場合、第１方向は他方の境界線に平行である。
【００３６】
抵抗発熱体２の第２方向（図３の紙面上下方向）における長さ（往復距離）は、適宜に設定されてよい。例えば、往復距離は、抵抗発熱体２の配置範囲が領域Ａｒの形状と概ね相似になるように、第１方向（図３の紙面左右方向）の位置に対する各領域Ａｒの第２方向の長さの変化に応じて変化している。また、抵抗発熱体２の第１方向におけるピッチも適宜に設定されてよい。当該ピッチは、一定であってもよいし、第１方向における位置に応じて変化してもよい。
【００３７】
抵抗発熱体２は、上記のように蛇行した部分を有している他、セラミック基材１の外縁に沿って延びる部分を有している。これにより、例えば、抵抗発熱体２を自身に交差させることなく、一の領域Ａｒから他の領域Ａｒへ抵抗発熱体２を延ばすことができている。
【００３８】
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。後述するように、本実施形態では、抵抗発熱体２は、温度を検出するセンサ素子（サーミスタ）として兼用される。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。
【００３９】
（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（第１区間の一例）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（それぞれ第２区間の一例。以下、これらを区別せずに単に「分割区間Ｒｎ」ということがある。）を有している。
【００４０】
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。接続導体３）を分岐給電部Ｄの位置で図示している。
【００４１】
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（例えば接続導体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。この場合であっても、１対の主給電部Ｐの電位差によって抵抗発熱体２の全体に電力を供給できる。よって、本開示においては、抵抗発熱体２は、１本であるものとして説明し、また、分岐給電部Ｄは、抵抗発熱体２の一部であるものとする。主給電部Ｐについても同様である。
【００４２】
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のセラミック基材１に対する位置（分割区間Ｒｎのセラミック基材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。
【００４３】
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。
【００４４】
複数（図示の例では３つ）の分岐給電部Ｄは、例えば、抵抗発熱体２の経路上において、１対の主給電部Ｐ間の長さを概ね等分（図示の例では４等分）するように設けられている。すなわち、複数の分割区間Ｒｎの長さは概ね互いに同等である。概ね同等という場合、例えば、複数の分割区間Ｒｎそれぞれの長さと、１対の主給電部Ｐ間の長さを厳密に等分したときの長さとの差は、後者の１０％以下である。
【００４５】
複数の分割区間Ｒｎは、例えば、概ね複数の領域Ａｒに位置するように設定されている。具体的には、以下のとおりである。
【００４６】
抵抗発熱体２は、端子配置領域１０ｄ内の第２主給電部Ｐｂから第１領域Ａｒ１へ延びている。また、第１分岐給電部Ｄ１は、例えば、抵抗発熱体２がセラミック基材１の外縁に沿って第１領域Ａｒ１から第２領域Ａｒ２へ延びる部分において、この２つの領域Ａｒの境界に位置している。これにより、第１分割区間Ｒ１は、概ね第１領域Ａｒ１内で延びている。
【００４７】
また、第２分岐給電部Ｄ２は、例えば、抵抗発熱体２が端子配置領域１０ｄ内において第２領域Ａｒ２から第３領域Ａｒ３へ延びる部分において、この２つの領域Ａｒの境界に位置している。これにより、第２分割区間Ｒ２は、概ね第２領域Ａｒ２内で延びている。
【００４８】
また、第３分岐給電部Ｄ３は、例えば、抵抗発熱体２がセラミック基材１の外縁に沿って第３領域Ａｒ３から第４領域Ａｒ４へ延びる部分において、この２つの領域Ａｒの境界に位置している。これにより、第３分割区間Ｒ３は、概ね第３領域Ａｒ３内で延びている。
【００４９】
また、抵抗発熱体２は、第３分岐給電部Ｄ３から第４領域Ａｒ４内を経由して端子配置領域１０ｄ内の第１主給電部Ｐａへ延びている。これにより、第４分割区間Ｒ４は、概ね第４領域Ａｒ４内で延びている。
【００５０】
（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。
【００５１】
図２及び図４に示す接続導体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、セラミック基材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。接続導体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。
【００５２】
より具体的には、例えば、端子５は、既に述べたように、セラミック基材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、セラミック基材１の下面からセラミック基材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、接続導体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。
【００５３】
接続導体３は、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。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、接続導体３は、セラミック基材１の内部において、抵抗発熱体２の給電部からセラミック基材１の上面１０ｃとは反対側に突出している。
【００５４】
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、セラミック基材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がセラミック基材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、セラミック基材１の半径方向において延びている。なお、既述のように、第１セラミック層１ａ及び第２セラミック層１ｂは、それぞれ概ね一定の厚さであるから、配線４は、セラミック基材１の上面１０ｃに平行に延びている。
【００５５】
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の接続導体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。
【００５６】
複数の端子５のうち、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。この端子５のうち第２セラミック層１ｂを貫通する部分は、接続導体３と捉えられてもよい。
【００５７】
なお、特に図示しないが、いずれの端子５も、セラミック基材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。
【００５８】
接続導体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、銅（Ｃｕ）若しくはアルミニウム（Ａｌ）又はこれらを主成分とする合金である。また、これらの部材の材料は、抵抗発熱体２の材料と同じものであっても構わない。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。
【００５９】
接続導体３（後述する分割導体３ａも同様）及び端子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（中実であってもよい）。また、貫通導体は、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。
【００６０】
貫通導体（接続導体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。本開示の説明においては、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導体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。
【００６１】
図５は、配線４及びその周囲を拡大して示す斜視図である。
【００６２】
各接続導体３は、例えば、複数（図示の例では３つ）の分割導体３ａを含んでいる。複数の分割導体３ａは、抵抗発熱体２の経路に沿って位置しており、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。各分割導体３ａは、上記で接続導体３の説明として述べたように、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。
【００６３】
各分割導体３ａの形状及び寸法は適宜に設定されてよい。例えば、分割導体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、各分割導体３ａの径（例えば最大径）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。もちろん、分割導体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、分割導体３ａ（円柱状）の直径は１ｍｍ以上７ｍｍ以下である。
【００６４】
複数の分割導体３ａの数及び相対位置等は適宜に設定されてよい。分割導体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分割導体３ａの相対位置は、複数の分割導体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、複数の分割導体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つの分割導体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分割導体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。複数の分割導体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。
【００６５】
配線４は、例えば、その断面積（特に断りがない限りは、横断面（経路に直交する断面）の面積。抵抗発熱体２についても同様。）が抵抗発熱体２の断面積よりも大きくなるように構成されている。より詳細には、例えば、配線４は、その幅が抵抗発熱体２の幅に比較して広くされている。これにより、配線４の断面積は抵抗発熱体２の断面積よりも大きくなっている。なお、配線４の断面積が抵抗発熱体２の断面積よりも大きい限り、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。
【００６６】
配線４の断面積の抵抗発熱体２の断面積に比較した大きさの程度は適宜に設定されてよい。例えば、配線４の断面積は、抵抗発熱体２の断面積の２倍以上又は５倍以上である。同様に、配線４の幅は、例えば、抵抗発熱体２の幅の２倍以上又は５倍以上である。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。）。
【００６７】
配線４の接続導体３との接続部における形状は、複数の分割導体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、複数の分割導体３ａの配列が、概ね配線４の幅方向に沿っているとともに、複数の分割導体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の接続導体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、複数の分割導体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。
【００６８】
端子５は、例えば、その径が分割導体３ａに比較して大きくされている。例えば、端子５の径は、分割導体３ａの径の２倍以上である。また、別の観点では、端子５の径は、例えば、配線４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、配線４の幅の１０％以下である。
【００６９】
図５では、配線４に接続されている端子５を示しているが、給電部（Ｐａ、Ｐｂ及びＤ２）に直接接続されるとして説明した端子５も、その軸方向（セラミック基材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。
【００７０】
ただし、給電部に直接接続されるとして説明した端子５（別の観点では端子配置領域１０ｄに位置する給電部と接続される端子５）も、端子配置領域１０ｄの外側の給電部に接続される端子５と同様に、第２セラミック層１ｂに設けられた複数の分割導体３ａを介して給電部と接続されてもよい（第３セラミック層１ｃ内の部分が端子５とされてよい。）。この場合において、平面視において複数の分割導体３ａが端子５に収まってもよいし、収まらない場合は、端子配置領域１０ｄの外側と同様に、配線４に相当する層状パターンが複数の分割導体３ａと端子５との間に介在してもよい。
【００７１】
（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ＩＣ（Integrated Circuit。別の観点ではコンピュータ）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セラミックヒータ１０（複数の端子５）に供給する。ＩＣ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。
【００７２】
（制御方法の概要）
図６Ａ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。
【００７３】
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。
【００７４】
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電力の一例。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電力の一例。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。
【００７５】
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。なお、以下では、基本的に、温度分布を均一にする場合を例にとって説明するものとする。
【００７６】
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。直流及び交流のいずれであるかは、主電力と追加電力との間で同一であってもよいし、異なっていてもよく、また、複数の分割区間Ｒｎ間で同一であってもよいし、異なっていてもよい。交流電力の周波数は、主電力と追加電力との間で同一であってもよいし、異なっていてもよい。異なっている場合において、主電力の周波数と追加電力の周波数とのいずれが高くてもよい。追加電力としての交流電力の周波数は、複数の分割区間Ｒｎ間で同一であってもよいし、異なっていてもよい。交流電力の周波数の具体的な値は適宜に設定されてよい。交流電力は、電力が供給されている区間の両端で電位が変動するものであってもよいし、一端は基準電位とされ、他端のみにおいて電位が変動するものであってもよい。電位の変動は、基準電位に対して正負が切り換わるものであってもよいし、切り換わらないものであってもよい。
【００７７】
例えば、主電力は直流電力である。また、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。なお、本実施形態の説明では、駆動装置５０の具体的な構成として、このような関係を前提としたものを例示する。上記のような主電力及び追加電力の関係においても、主電力としての交流電力及び追加電力としての交流電力の周波数の具体的な値は適宜に設定されてよい。例えば、主電力の周波数は、１０Ｈｚ以上１００Ｈｚ以下である。また、主電力の周波数は、商用電源の周波数のままでもよく、例えば、日本であれば５０Ｈｚ又は６０Ｈｚである。また、例えば、追加電力の周波数は、１ｋＨｚ以上１００ｋＨｚ以下、又は１ｋＨｚ以上１０ｋＨｚ以下である。
【００７８】
主電力と追加電力との間において電力値の大小関係は適宜に設定されてよい。例えば、温度制御のための電力値の変動に関わらず、一方が他方に対して大きい関係が維持される程度に、両者の電力値が異なっていてもよいし、前記の変動に応じて両者の大小関係が変動してもよい。例えば、駆動装置５０は、温度制御のための電力値の変動に関わらず、主電力が追加電力よりも電力値が大きくなるように主電力及び追加電力を制御する。
【００７９】
図６Ｂ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。
【００８０】
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。なお、図６Ｂは模式図であり、ここでは、設定温度ｔｒａは目標値と捉えられてもよいし、制御結果と捉えられてもよい。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。
【００８１】
なお、図６Ｂ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。
【００８２】
主電力と追加電力との大小関係が適宜に設定されてよい旨の既述の説明からも理解されるように、主電力による加熱に関する設定温度ｔｒａ（目標値）の、目標温度ｔｒ０に対する大きさは適宜に設定されてよい。例えば、設定温度ｔｒａ（℃）は、基準温度からの上昇量が前記基準温度から目標温度ｔｒ０（℃）までの上昇量の５０％以上であってもよいし、５０％未満であってもよい。例えば、設定温度ｔｒａ（℃）は、常温（例えば日本工業規格が定義する常温２０℃±１５℃の中央値である２０°とする。）からの上昇量が、前記常温から目標温度ｔｒ０までの上昇量の９０％以上である。また、例えば、主電力のみによって目標温度ｔｒ０を達成しようとした場合においてヒータ本体１０ａ又は加熱対象物において生じ得る温度差を実験または計算によって求め、その値に所定の係数（例えば１以上３以下）を乗じた値を目標温度ｔｒ０から差し引いて設定温度ｔｒａを求めてもよい。一例として、目標温度ｔｒ０は６５０℃であり、設定温度ｔｒａは６２０℃である。
【００８３】
（絶縁トランス）
図６Ａ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。）を有している。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。コイルのインピーダンス（リアクタンス）は周波数が高いほど大きくなるからである。
【００８４】
絶縁トランスＴは、一次側（コイル）と二次側（コイル）とが絶縁されていればよい。もちろん、絶縁トランスＴは、単に一次側と二次側とが絶縁されているだけでなく、シールドが配置されるなどして一次側と二次側とのアイソレーションが向上するように構成されていてもよい（狭義にいう絶縁トランスであってもよい。）。絶縁トランスＴの構造及び材料等は公知の種々のものと同様とされてよい。
【００８５】
絶縁トランスＴは、変圧比が変更不可能なものであり、変圧比は一定である。又は、絶縁トランスＴは、変圧比を変更可能であってもよいが、駆動装置５０は、ヒータ本体１０ａの温度を目標温度に追従させるように追加電力の電圧を制御する（変動させる）ことに関して絶縁トランスＴの変圧比を変更することはしない。すなわち、絶縁トランスＴの変圧比は、セラミックヒータ１０の温度に関わらず一定である。ただし、温度に関わらず一定とは言っても、温度変化に伴う誤差の変動が生じ得ることは当然である。
【００８６】
絶縁トランスＴの変圧比は、１未満であってもよいし、１であってもよいし、１超であってもよい。その他のパラメータも適宜に設定されてよい。例えば、絶縁トランスＴのコイルのインダクタンスは、追加電力としての交流電力の周波数においては比較的インピーダンスが小さく、カットしたい高周波成分の周波数においては比較的インピーダンスが高くなるように適宜に設定されてよい。
【００８７】
（コイル）
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。）を有している。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。コンデンサＣのインピーダンス（リアクタンス）は周波数が低いほど大きいからである。
【００８８】
コンデンサＣの構造及び材料等は公知の種々のものと同様とされてよい。コンデンサＣのキャパシタンスは、主電力としての直流電力又は交流電力の周波数においては比較的インピーダンスが高くなり、追加電力としての交流電力の周波数においては比較的インピーダンスが低くなるように適宜に設定されてよい。
【００８９】
（駆動装置の具体的な構成）
図７は、ヒータシステム１００における温度制御を行うための機能ブロック図の一例である。
【００９０】
ヒータシステム１００は、既述のように、セラミックヒータ１０及び駆動装置５０を有している。駆動装置５０は、主電力の供給を制御する主制御部１０１と、追加電力の供給を制御する追加制御部１１０と、ヒータ本体１０ａの温度を計測する温度計測部１３０及び温度計測制御部１５０とを備えている。
【００９１】
なお、図６Ａを参照して説明した主駆動部５１は、例えば、主制御部１０１、温度計測部１３０及び温度計測制御部１５０によって構成されている。また、図６Ａを参照して説明した追加駆動部５２は、例えば、追加制御部１１０、温度計測部１３０及び温度計測制御部１５０によって構成されている。温度計測部１３０及び温度計測制御部１５０は、主駆動部５１及び追加駆動部５２によって共用されている。
【００９２】
（主制御部）
主制御部１０１は、例えば、商用電源又は不図示の電源回路から供給された電力を適宜な電圧の直流電力又は交流電力に変換し、その電力を主電力として端子５を介して１対の主給電部Ｐに供給する。この際、主制御部１０１は、図６Ｂを参照して説明したように、主電力によって設定温度ｔｒａが実現されるように主電力の電圧を制御する。
【００９３】
設定温度ｔｒａは、例えば、不図示の入力装置に対するユーザの操作によって設定される。又は、入力装置に対するユーザの操作によって目標温度ｔｒ０が設定され、この目標温度ｔｒ０に対して所定の演算処理を駆動装置５０（例えば主制御部１０１又は温度計測制御部１５０）が行って設定温度ｔｒａが設定されてもよい。入力装置は、公知の種々のものと同様とされてよく、例えば、ノブの回転位置に応じた信号を出力するスイッチであってもよいし、タッチパネルであってもよい。
【００９４】
なお、入力装置が主制御部１０１へ出力する設定温度ｔｒａ又は目標温度ｔｒ０の情報を含む信号は、例えば、電圧値を信号レベルとする（情報の内容に応じて電圧値が異なる）信号である。後述する他の種々の信号も、特に断りがない限りは、このような電圧値を信号レベルとする信号とされてよい。
【００９５】
主制御部１０１が行う制御は、例えば、ヒータ本体１０ａの実際の温度（検出温度）に基づくフィードバック制御である。ただし、図示の例とは異なり、主制御部１０１が行う制御は、フィードバックを行わないオープン制御であってもよい。図６Ａ及び図６Ｂを参照して説明したように、各分割区間Ｒｎ（各領域Ａｒ）の温度は、追加電力の制御によっても制御されるからである。
【００９６】
主制御部１０１が行うフィードバック制御の方式は、公知の適宜なものとされてよい。例えば、制御は、比例制御であってもよいし、ＰＤ（Proportional Differential）制御であってもよいし、ＰＩ（Proportional Integral）制御であってもよいし、ＰＩＤ制御であってもよい。また、例えば、制御は、検出温度が設定温度（又は当該設定温度に基づく他の温度又は温度範囲）に到達したときに電力供給を停止し、到達していないときは電力を供給するオン・オフ制御であってもよい。制御方式として、ＰＩＤ制御を採用した場合においては、例えば、オーバーシュート及び定常偏差等を低減し、高精度に温度制御を行うことができる。
【００９７】
主制御部１０１の制御の目標値が目標温度ｔｒ０（図６Ｂ）ではなく、これよりも低い設定温度ｔｒａであることに対応して、主制御部１０１が行う制御においてフィードバックされる温度は、例えば、ヒータ本体１０ａの実際の温度そのままではなく、実際の温度よりも低い温度である。
【００９８】
例えば、主制御部１０１は、実際の温度に対して所定の係数（１未満）を乗じたり、及び／又は、実際の温度から所定の定数を差し引いたりして、主制御部１０１が設定温度ｔｒａに追従させるべき温度を算出する。また、例えば、実際の温度と、追従させるべき温度とを対応付けたマップを用いる演算処理が行われてもよい。実際の温度と目標温度ｔｒ０若しくは設定温度ｔｒａとの差、又は、実際の温度、目標温度ｔｒ０若しくは設定温度ｔｒａの絶対値等に応じて、係数若しくは定数又は演算方法が異なっていてもよい。上述のように駆動装置５０が目標温度ｔｒ０に対して所定の演算を行って設定温度ｔｒａを設定する場合においては、その演算と同様の演算が実際の温度に対して行われてもよい。
【００９９】
ヒータ本体１０ａの実際の温度の情報（当該情報を含む信号）は、温度計測制御部１５０から主制御部１０１に入力される。なお、主制御部１０１及び温度計測制御部１５０の役割分担は適宜に設定されてよい。例えば、上述の説明とは異なり、実際の温度の情報に代えて、実際の温度に対して上述の演算を施した温度が温度計測制御部１５０から主制御部１０１へ入力されてもよいし、偏差に基づく主電力の電圧値の算出まで温度計測制御部１５０において行われてもよい。
【０１００】
主制御部１０１の制御に関して、ヒータ本体１０ａの実際の温度は、例えば、ヒータ本体１０ａ全体の平均的な温度である。ただし、当該実際の温度は、ヒータ本体１０ａの特定の位置の温度であっても構わない。特定の位置は、ヒータ本体１０ａ全体の平均的な温度に近い温度となる位置であってもよいし、そうでなくてもよい。いずれにせよ、最終的には、分割区間Ｒｎ毎の追加電力の制御によって各分割区間Ｒｎの温度は適切に制御されるからである。
【０１０１】
（追加制御部）
追加制御部１１０は、例えば、商用電源又は不図示の電源回路から供給された電力を適宜な電圧の交流電力に変換し、その電力を追加電力として端子５を介して複数の分割区間Ｒｎに供給する。この際、追加制御部１１０は、図６Ｂを参照して説明したように、主電力に対する追加電力の重畳によって目標温度ｔｒ０が実現されるように、追加電力を分割区間Ｒｎ毎に制御する。なお、目標温度ｔｒ０は、既に言及したように、例えば、不図示の入力装置に対するユーザの操作によって設定される。
【０１０２】
追加制御部１１０が行う制御は、例えば、ヒータ本体１０ａの実際の温度（検出温度）に基づくフィードバック制御である。追加制御部１１０が行うフィードバック制御の方式は、主制御部１０１と同様に、公知の適宜なものとされてよく、例えば、比例制御、ＰＤ制御、ＰＩ制御、ＰＩＤ制御、オン・オフ制御である。なお、制御方式として、ＰＩＤ制御を採用した場合においては、例えば、オーバーシュート及び定常偏差等を低減し、高精度に温度制御を行うことができる。
【０１０３】
追加制御部１１０が行う制御においてフィードバックされる温度は、例えば、主制御部１０１とは異なり、実際の温度そのままでよい。そして、追加制御部１１０は、その実際の温度が目標温度ｔｒ０になるように制御を行う。その結果、目標温度ｔｒ０と、主制御部１０１の制御においてフィードバックされている温度（実際の温度よりも低い温度）との差分は、追加電力によって実現される。
【０１０４】
ヒータ本体１０ａの実際の温度の情報（当該情報を含む信号）は、温度計測制御部１５０から追加制御部１１０に入力される。追加制御部１１０の制御に関して、ヒータ本体１０ａの実際の温度は、例えば、分割区間Ｒｎ毎の温度である。
【０１０５】
なお、追加制御部１１０及び温度計測制御部１５０の役割分担は適宜に設定されてよい。例えば、上記の説明とは異なり、実際の温度の情報に代えて、目標温度ｔｒ０と実際の温度との偏差が温度計測制御部１５０から追加制御部１１０へ入力されてもよいし、偏差に基づく追加電力の電圧値の算出まで温度計測制御部１５０において行われてもよい。
【０１０６】
追加制御部１１０は、例えば、主制御部１０１における制御の周期（操作量の変更又は維持が決定される周期）よりも短い周期で制御を行ってよい。この場合、例えば、追加制御部１１０は、主制御部１０１の制御によって生じる温度変化に速やかに対応することができるから、実際の温度が目標温度ｔｒ０に収束しやすくなる。
【０１０７】
追加制御部１１０は、例えば、複数の分割区間Ｒｎに対して共通に設けられた共用電源装置１０２と、分割区間Ｒｎ毎に設けられ、共用電源装置１０２からの電力を分割区間Ｒｎへ供給する分岐制御部１１１〜１１４及びパワーアンプ１２１〜１２４とを有している。
【０１０８】
分岐制御部１１１及びパワーアンプ１２１は第１分割区間Ｒ１に対応している。分岐制御部１１２及びパワーアンプ１２２は第２分割区間Ｒ２に対応している。分岐制御部１１３及びパワーアンプ１２３は第３分割区間Ｒ３に対応している。分岐制御部１１４及びパワーアンプ１２４は第４分割区間Ｒ４に対応している。
【０１０９】
共用電源装置１０２は、商用電源又は不図示の電源回路から供給された電力を予め定められた周波数の交流電力に変換する。この交流電力の周波数は、例えば、複数の分割区間Ｒｎに供給される追加電力としての交流電力の周波数と同一である。このように複数の分割区間Ｒｎに共用電源装置１０２が共用されることによって、例えば、追加制御部１１０の構成が小型化される。
【０１１０】
分岐制御部１１１〜１１４の構成は互いに同一でよい。また、パワーアンプ１２１〜１２４の構成は互いに同一でよい。以下では、これらを代表して、第１分割区間Ｒ１に対応する分岐制御部１１１及びパワーアンプ１２１について説明する。
【０１１１】
分岐制御部１１１及びパワーアンプ１２１は、温度計測制御部１５０から入力された第１分割区間Ｒ１の実際の温度が目標温度ｔｒ０に追従するように、第１絶縁トランスＴ１に供給する追加電力としての交流電力の電圧を制御する。
【０１１２】
より具体的には、例えば、分岐制御部１１１は、目標温度ｔｒ０と温度計測制御部１５０から入力された第１分割区間Ｒ１の実際の温度との偏差に応じた信号レベルの信号を出力する。既に述べたように、偏差に基づく信号レベルの決定においては、ＰＩＤ制御等の適宜な制御が行われてよい。パワーアンプ１２１は、例えば、分岐制御部１１１からの信号の電力を一定の増幅率で増幅して第１絶縁トランスＴ１に出力する。別の観点では、共用電源装置１０２からの交流電力をパワーアンプ１２１を介して抵抗発熱体２へ供給するに際して、その電力値が分岐制御部１１１によって制御される。
【０１１３】
分岐制御部１１１及びパワーアンプ１２１それぞれには、例えば、既に述べたように、共用電源装置１０２から追加電力と同じ周波数の交流電力が供給される。ただし、最終的に第１絶縁トランスＴ１に供給される追加電力が交流電力であればよく、その過程で適宜に直流の信号が用いられても構わない。
【０１１４】
分岐制御部１１１は、温度変化に伴う抵抗率の変化に対する補償処理を行ってもよい。例えば、偏差に基づいて信号レベル（追加電力の電圧値）を決定するときのゲインを温度変化に基づいて調整してもよい。これにより、より高精度な温度制御が可能となる。
【０１１５】
（温度計測部）
既に言及したように、ヒータシステム１００においては、抵抗発熱体２は、温度を検出するための素子（サーミスタ）に兼用される。すなわち、温度計測部１３０は、抵抗発熱体２の抵抗率の変化に応じた信号レベルの信号を出力する。これにより、ヒータ本体１０ａ（厳密には抵抗発熱体２）の温度を特定可能となる。
【０１１６】
抵抗率の変化は、抵抗発熱体２の経路上の適宜な区間において検出されてよい。図示の例では、抵抗発熱体２に電力を供給するための給電部（Ｐ及びＤ）を、抵抗発熱体２の抵抗率の変化を検出する（電圧を検出する）ための部位に兼用している。これにより、抵抗発熱体２の全体（１対の主給電部Ｐ間）における平均的な温度、及び各分割区間Ｒｎ（抵抗発熱体２の隣り合う給電部（Ｐ又はＤ）間）における温度が検出可能となっている。なお、給電部とは別に電位を検出するための部位が設定されてもよい。
【０１１７】
具体的には、例えば、温度計測部１３０は、抵抗素子Ｒ０、Ｒ５、Ｒ７、Ｒ９及びＲ１２と、ＬＰＦ（Low-Pass Filter）１３１〜１３５と、計測用アンプ１４１〜１４５とを備えている。
【０１１８】
抵抗素子Ｒ０は、後に詳述するように、主電力によって抵抗発熱体２に流れている電流を特定するために設けられているものであり、主制御部１０１と抵抗発熱体２との間において直列接続されている。抵抗素子Ｒ０の抵抗値は、例えば、抵抗発熱体２の抵抗値に比較して小さくされている。例えば、抵抗素子Ｒ０の抵抗値は、抵抗発熱体２全体の抵抗値の１／１００以下である。このように抵抗素子Ｒ０の抵抗値を小さく設定することによって、例えば、抵抗素子Ｒ０が設けられていることによって生じる抵抗発熱体２における電流低下が低減される。すなわち、温度計測が抵抗発熱体２による加熱に及ぼす影響は小さくされている。
【０１１９】
なお、図７では、便宜上、第２主給電部Ｐｂ（ここでは接地されている。）の符号をセラミックヒータ１０ではなく、温度計測部１３０内に示し、抵抗素子Ｒ０が主制御部１０１と抵抗発熱体２との間で直列接続されていることを示している。実際には、第２主給電部Ｐｂは、セラミックヒータ１０内に位置し、抵抗素子Ｒ０は、セラミックヒータ１０の外部に位置している。ただし、抵抗素子Ｒ０は、セラミックヒータ１０内（１対の主給電部Ｐ間）に設けることも可能である。
【０１２０】
以下の、温度計測部１３０及び温度計測制御部１５０による温度計測の説明においては、便宜上、第１分岐給電部Ｄ１と第２主給電部Ｐｂとの間に抵抗素子Ｒ０が位置しているものとして説明する。
【０１２１】
抵抗素子Ｒ０の温度係数（温度変化に対する抵抗率の変化率）は、抵抗発熱体２と同等であってもよいし、異なっていてもよい。なお、抵抗発熱体２の一部を抵抗素子Ｒ０とした場合においては、当然に両者の温度係数は同等である。
【０１２２】
抵抗素子Ｒ５、Ｒ７、Ｒ９及びＲ１２は、分圧のためのものであり、また、ＬＰＦ１３１〜１３４の一部と捉えられても構わない。抵抗素子Ｒ５、Ｒ７、Ｒ９及びＲ１２並びにＬＰＦ１３１〜１３４等の抵抗値は、抵抗発熱体２の抵抗値に比較して大きく設定されている。例えば、抵抗素子Ｒ５、Ｒ７、Ｒ９及びＲ１２それぞれの抵抗値は抵抗発熱体２全体の抵抗値の１０００倍以上である。このように抵抗値を設定することにより、例えば、温度計測部１３０が抵抗発熱体２に接続されていることによって生じる抵抗発熱体２の電圧低下は低減されている。すなわち、温度計測が抵抗発熱体２による加熱に及ぼす影響は小さくされている。
【０１２３】
ＬＰＦ１３１〜１３５は、抵抗発熱体２からの電圧信号から高周波成分（ノイズ成分）を除去する。その構成は、公知の種々のものと同様とされてよい。例えば、ＬＰＦ１３１〜１３５は、一方の電極が抵抗発熱体２と計測用アンプ１４１〜１４５との間に接続され、他方の電極が接地されたコンデンサを含んで構成されている。ＬＰＦ１３１〜１３５の通過帯域は、追加電力（主電力及び追加電力のうち相対的に周波数が高い方の電力）の周波数と同等以下の周波数の信号の通過を許容するように適宜に設定されてよい。
【０１２４】
計測用アンプ１４１〜１４５は、ＬＰＦ１３１〜１３５から出力される各電圧信号を増幅し、温度計測制御部１５０に出力する。その構成は、公知の種々のものと同様とされてよい。計測用アンプ１４１〜１４５には、不図示の電源回路などから適宜に直流電力又は交流電力が供給されてよい。
【０１２５】
計測用アンプ１４１及びＬＰＦ１３１は、第１分岐給電部Ｄ１及び第２主給電部Ｐｂに接続され、この２つの給電部間（Ｒ０及びＲ１）の電圧Ｖ１を検出する。計測用アンプ１４２及びＬＰＦ１３２は、第２分岐給電部Ｄ２及び第２主給電部Ｐｂに接続され、この２つの給電部間（Ｒ０〜Ｒ２）の電圧Ｖ２を検出する。計測用アンプ１４３及びＬＰＦ１３３は、第３分岐給電部Ｄ３及び第２主給電部Ｐｂに接続され、この２つの給電部間（Ｒ０〜Ｒ３）の電圧Ｖ３を検出する。計測用アンプ１４４及びＬＰＦ１３４は、第１主給電部Ｐａ及び第２主給電部Ｐｂに接続され、この２つの給電部間（Ｒ０〜Ｒ４）の電圧Ｖ４を検出する。計測用アンプ１４５及びＬＰＦ１３５は、抵抗素子Ｒ０と第１分割区間Ｒ１との間に接続されるとともに第２主給電部Ｐｂに接続され、抵抗素子Ｒ０における電圧Ｋｉを検出する。
【０１２６】
検出された電圧Ｋｉ及びＶ１〜Ｖ４の情報（当該情報を含む信号）は、温度計測制御部１５０に入力される。
【０１２７】
（温度計測制御部）
温度計測制御部１５０は、温度計測部１３０から入力された電圧Ｋｉ及びＶ１〜Ｖ４の情報に基づいて、抵抗発熱体２全体の平均温度、及び複数の分割区間Ｒｎそれぞれにおける温度を特定する。そして、温度計測制御部１５０は、抵抗発熱体２全体の平均温度（後述する温度ｔ０）の情報を主制御部１０１に入力するとともに、複数の分割区間Ｒｎの温度（後述する温度ｔ１〜ｔ４）を追加制御部１１０（分岐制御部１１１〜１１４）に入力する。
【０１２８】
温度計測制御部１５０は、例えば、以下のような演算を行い、電圧Ｋｉ及びＶ１〜Ｖ４の情報に基づいて抵抗発熱体２の温度を特定する。
【０１２９】
抵抗素子Ｒ０の抵抗値をｒ０［Ω］とする。このとき、抵抗素子Ｒ０を流れる電流Ｉは、下記式で表わされる。
Ｉ＝Ｋｉ／ｒ０      …（１）
ここで、抵抗素子Ｒ０は、抵抗発熱体２に対して直列接続されているから、電流Ｉは、主制御部１０１が供給する主電力によって抵抗発熱体２全体に流れる電流であると捉えることができる。なお、上記の式では、ｒ０の温度変化による影響は比較的小さいものとして無視している。
【０１３０】
抵抗素子Ｒ０及び第１分割区間Ｒ１〜第４分割区間Ｒ４の所定の基準温度における抵抗値をｒ０〜ｒ４［Ω］とし、抵抗素子Ｒ０及び抵抗発熱体２の温度係数をα［１／℃］とし、抵抗発熱体２全体の平均温度がｔ０であるものとする。ここでは、説明を簡便にするために、温度係数αの温度変化は考えないものとし、また、上記の基準温度（Ｒ０〜Ｒ４の抵抗値がｒ０〜ｒ４であるときの温度）は０［℃］であるものとする。なお、温度係数αは、例えば、０．００４である。このとき、温度の影響を考慮したＲ０〜Ｒ４における電圧Ｖ４は、下記式で表わされる。
Ｖ４＝Ｉ・（ｒ０＋ｒ１＋ｒ２＋ｒ３＋ｒ４）・（１＋α・ｔ０）
＝（Ｋｉ／ｒ０）・（ｒ０＋ｒ１＋ｒ２＋ｒ３＋ｒ４）・（１＋α・ｔ０）                                                        …（２）
【０１３１】
上記の（２）式より、下記式が導かれる。
ｔ０＝（（Ｖ４／（（Ｋｉ／ｒ０）・（ｒ０＋ｒ１＋ｒ２＋ｒ３＋ｒ４）））−１）／α                                              …（３）
従って、温度計測制御部１５０は、予め保持しているｒ０〜ｒ４及びαの値と、温度計測部１３０から入力された電圧Ｋｉ及びＶ４を（３）式に代入することによって、抵抗発熱体２全体の平均温度ｔ０を算出することができる。
【０１３２】
上記（２）と同様の仮定のもと、第１分割区間Ｒ１の温度がｔ１であるものとすると、温度の影響を考慮したＲ０及びＲ１における電圧Ｖ１は、下記式で表わされる。
Ｖ１＝Ｉ・（ｒ０＋ｒ１）・（１＋α・ｔ１）
＝（Ｋｉ／ｒ０）・（ｒ０＋ｒ１）・（１＋α・ｔ１）      …（４）
【０１３３】
上記の（４）式より、下記式が導かれる。
ｔ１＝（（Ｖ１／（（Ｋｉ／ｒ０）・（ｒ０＋ｒ１）））−１）／α
…（５）
従って、温度計測制御部１５０は、予め保持しているｒ０、ｒ１及びαの値と、温度計測部１３０から入力された電圧Ｋｉ及びＶ１を（５）式に代入することによって、第１分割区間Ｒ１の温度ｔ１を算出することができる。
【０１３４】
第２分割区間Ｒ２〜第４分割区間Ｒ４においても、第１分割区間Ｒ１と同様に、主電力による電流Ｉが流れ、当該電流Ｉと抵抗値ｒ２〜ｒ４とによって各分割区間における電圧が決まる。従って、（５）式は、第２分割区間Ｒ２〜第４分割区間Ｒ４の温度ｔ２〜ｔ４を特定する式として利用可能である。
【０１３５】
具体的には、第２分割区間Ｒ２の電圧はＶ２−Ｖ１であるから、（５）式において、「Ｖ１」に代えて「Ｖ２−Ｖ１」とし、「ｒ１」に代えて「ｒ２」とすることにより、第２分割区間Ｒ２の温度ｔ２を算出する式が得られる。第３分割区間Ｒ３の電圧はＶ３−Ｖ２であるから、（５）式において、「Ｖ１」に代えて「Ｖ３−Ｖ２」とし、「ｒ１」に代えて「ｒ３」とすることにより、第３分割区間Ｒ３の温度ｔ３を算出する式が得られる。第４分割区間Ｒ４の電圧はＶ４−Ｖ３であるから、（５）式において、「Ｖ１」に代えて「Ｖ４−Ｖ３」とし、「ｒ１」に代えて「ｒ４」とすることにより、第４分割区間Ｒ４の温度ｔ４を算出する式が得られる。
【０１３６】
なお、上記においては、説明を簡単にするために、温度係数αの温度変化を無視したり、基準温度を０℃としたが、これらが考慮されてもよい。また、上記の説明では、抵抗素子Ｒ０に関して、その温度変化を無視したり、その温度を抵抗発熱体２の温度と同等とみなしたり、抵抗素子Ｒ０における電圧を適宜に無視し、求められた温度を抵抗発熱体２全体又は各分割区間Ｒｎの温度とみなした。既述のように抵抗素子Ｒ０の抵抗値は抵抗発熱体２の抵抗値に比較して極めて小さいことなどからである。ただし、抵抗素子Ｒ０の影響を加味してもよい。例えば、適宜な補正係数を乗じたり、正又は負の補正定数を加算してもよい。
【０１３７】
（セラミックヒータの製造方法）
セラミックヒータ１０の製造方法は、例えば、以下のとおりである。
【０１３８】
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。
【０１３９】
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、接続導体３及び端子５が配置される孔が形成される。
【０１４０】
次に、抵抗発熱体２、接続導体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導体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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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、接続導体３、配線４及び端子５を内部に設けた焼結体（セラミック基材１）を得ることできる。
【０１４３】
なお、抵抗発熱体２、接続導体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。
【０１４４】
以上のとおり、本実施形態では、ヒータシステム１００は、セラミックヒータ１０と、駆動装置５０とを有している。セラミックヒータ１０は、セラミック基材１と、抵抗発熱体２とを有している。セラミック基材１は、上面１０ｃを有している。抵抗発熱体２は、セラミック基材１の内部又は表面（本実施形態では内部）にて上面１０ｃに沿って延びている。駆動装置５０は、抵抗発熱体２の全体に主電力を供給する主駆動部５１と、主電力に重畳して抵抗発熱体２の一部である分割区間Ｒｎに追加電力を供給する追加駆動部５２と、を有している。
【０１４５】
従って、例えば、主要な加熱を主電力によって行いつつ、分割区間Ｒｎの個別の事情に応じてその分割区間Ｒｎの温度制御を行うことができる。その結果、例えば、温度が上昇しにくい分割区間Ｒｎの温度を上昇させてヒータ本体１０ａの温度の均一化を図ることができる。逆に、所望の温度勾配を実現することも可能である。また、例えば、主電力を用いずに、複数の分割区間Ｒｎに対して個別に電力を供給する態様に比較して、分割区間Ｒｎ毎に大きな電力を供給するための電源回路を設ける必要性を低減することができる。その結果、例えば、小型化又はコスト削減が期待される。
【０１４６】
また、本実施形態では、追加駆動部５２は、抵抗発熱体２を複数に分けた複数の分割区間Ｒｎそれぞれに対して追加電力を供給するとともに複数の分割区間Ｒｎへの追加電力を個別に制御する。
【０１４７】
従って、例えば、主要な加熱を主電力によって行いつつ、上述した個別の事情に応じた温度制御を抵抗発熱体２の全体に亘って行うことができる。その結果、例えば、温度の均一化又は所望の温度勾配の実現がさらに容易化される。また、例えば、本実施形態とは異なり、一のセラミック基材に対して複数の抵抗発熱体を設け、複数の抵抗発熱体に個別に電力を供給する場合においては、各抵抗発熱体の両端に給電しなければならないから、給電部の数は、抵抗発熱体の数の２倍となる。しかし、本実施形態では、給電部の数は、複数の分割区間Ｒｎの数をｎ（＞２）とすると、ｎ＋１でよい。すなわち、給電部の数を減らすことができる。
【０１４８】
また、本実施形態では、主電力が直流電力であるとともに追加電力が交流電力であり、又は主電力が交流電力であるとともに追加電力が主電力よりも周波数が高い交流電力である。
【０１４９】
この場合、例えば、主電力と追加電力とは同一周波数でないことから、両者が同期するおそれが低減され、ひいては、電力の重畳が確実になされる。また、主電力の周波数が相対的に高い態様（当該態様も本開示に係る技術に含まれる。）に比較して、主電力が高周波のノイズを生じるおそれが低減される。その結果、例えば、プラズマ処理装置などの高周波の電圧を用いる装置にセラミックヒータ１０を利用することが容易化されたり、主電力として追加電力よりも大きな電力を用いることが容易化される。また、直流電力は、同等の実効電圧の交流電力に比較して瞬間的な電圧が低い。そのような直流電力を主要な加熱を行う主電力として用いることにより、セラミックヒータ１０全体としての寿命が長くなる。
【０１５０】
また、本実施形態では、駆動装置５０は、追加駆動部５２と分割区間Ｒｎとの間に直列接続されたコンデンサＣを有している。
【０１５１】
従って、例えば、既述のように、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。その結果、例えば、電力の無駄な消費を低減し、ランニングコストを低減することができる。
【０１５２】
また、本実施形態では、追加駆動部５２は、追加電力としての交流電力の電圧をセラミックヒータ１０の温度に応じて制御しつつ追加電力を供給する。駆動装置５０は、追加駆動部５２から供給された追加電力をセラミックヒータ１０の温度に関わらずに一定の変圧比で分割区間Ｒｎへ伝える絶縁トランスＴを更に有している。
【０１５３】
従って、例えば、既述のように、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。その結果、例えば、プラズマ処理装置などの高周波の電圧を用いる装置にセラミックヒータ１０を利用することが容易化される。
【０１５４】
また、本実施形態では、主駆動部５１は、抵抗発熱体２の全体の抵抗値の変化に基づいて主電力を制御する。
【０１５５】
すなわち、抵抗発熱体２は温度検出に兼用される。従って、例えば、温度センサを抵抗発熱体２とは別個に設ける必要がなくなり、セラミックヒータ１０の構成を簡素化及び小型化することができる。また、例えば、抵抗発熱体２に電力を供給するための１対の主給電部Ｐを抵抗発熱体２の抵抗値の変化を検出するための部位として兼用することができる。その結果、例えば、接続導体３、配線４及び／又は端子５に係る構成を簡素化及び小型化することができる。なお、抵抗発熱体２とは別に温度センサを設けた態様も、本開示に係る技術に含まれる。
【０１５６】
また、本実施形態では、追加駆動部５２は、抵抗発熱体２の分割区間Ｒｎにおける抵抗値の変化に基づいて追加電力を制御する。
【０１５７】
従って、例えば、上記と同様に、抵抗発熱体２が温度検出に兼用されることにより、温度センサを別個に設ける必要がなくなり、また、接続導体３、配線４及び／又は端子５も温度検出に兼用可能であり、セラミックヒータ１０の構成を簡素化及び小型化することができる。なお、抵抗発熱体２とは別に、各分割区間Ｒｎに係る温度を検出する温度センサを設けた態様も、本開示に係る技術に含まれる。
【０１５８】
また、本実施形態では、抵抗発熱体２の両端及び分割区間Ｒｎの端である複数の給電部（Ｐ及びＤ）のうち少なくとも１つ（本実施形態ではＤ１及びＤ３）は、上面１０ｃの平面視において、セラミック基材１の中央側の一部である端子配置領域１０ｄの外側に位置している。また、セラミックヒータ１０は、複数の端子５と、接続導体３と、配線４とを備えている。複数の端子５は、複数の給電部（Ｐ及びＤ）と電気的に接続され、上面１０ｃとは反対側へセラミック基材１の外部に露出し、上面１０ｃの平面視において端子配置領域１０ｄに位置している。接続導体３は、複数の給電部のうち端子配置領域１０ｄの外側に位置している給電部（Ｄ１及びＤ３）から上面１０ｃとは反対側へ突出している。配線４は、セラミック基材１の内部又は表面（本実施形態では内部）において抵抗発熱体２に対して上面１０ｃとは反対側を接続導体３から端子配置領域１０ｄ内へ延びて複数の端子５のいずれかと接続されている。
【０１５９】
従って、例えば、既述のように、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。その結果、例えば、本実施形態のような階層配線が設けられていない場合、端子５を端子配置領域１０ｄに位置させるためには、給電部が端子配置領域１０ｄに位置するように抵抗発熱体２の経路を適宜なものにしなければならないが、本実施形態では、そのような必要性は低減される。また、例えば、端子５を端子配置領域１０ｄに位置させつつ、抵抗発熱体２の任意の位置に分岐給電部Ｄを設定することができる。その結果、例えば、分割区間Ｒｎの長さを適切に設定することが容易化される。
【０１６０】
また、本実施形態では、配線４は上面１０ｃに平行に延びている。
【０１６１】
従って、例えば、配線４を流れる電流が抵抗発熱体２に及ぼす影響が平面視における中央側と外側とで同等となりやすい。その結果、例えば、意図しない温度勾配が局所的に生じるおそれが低減される。
【０１６２】
また、本実施形態では、配線４の横断面の面積は、抵抗発熱体２の横断面の面積よりも大きい。
【０１６３】
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、電力の無駄な消費を低減することができるとともに、抵抗発熱体２乃至は上面１０ｃの温度の制御を高精度に行うことができる。
【０１６４】
また、本実施形態では、１つの給電部（本実施形態ではＤ１又はＤ３）と１つの配線４とを接続している接続導体３が、抵抗発熱体２の経路に沿って位置するように前記１つの給電部（Ｄ１又はＤ３）と前記１つの配線４との間で並列接続されている複数の分割導体３ａを含んでいる。
【０１６５】
従って、例えば、給電部と抵抗発熱体２の給電部以外の部分との短絡のおそれを低減しつつ、抵抗発熱体２と配線４との導通面積を確保しやすくなっている。例えば、単純に接続導体３の径を大きくした態様（当該態様も本開示に係る技術に含まれる）においては、導通面積を大きくできるものの、給電部と抵抗発熱体２の給電部以外の部分とを短絡させてしまうおそれがあるが、本実施形態では、そのようなおそれは低減される。また、別の観点では、貫通方向に直交する方向の形状が概ね円形の従来公知の貫通導体を用いて導通面積を確保することができる。
【０１６６】
また、別の観点では、本実施形態では、セラミックヒータ１０は、セラミック基材１と、抵抗発熱体２と、抵抗発熱体２に電力を供給する１〜ｎ番目までのｎ個（ｎは３以上の自然数）の電極（例えば給電部Ｐ及びＤ）と、を備えている。１番目の電極とｎ番目の電極は、その間に主電力が供給される電極である。抵抗発熱体２における、隣接する２つの電極は、その間に追加電力が供給される電極である。
【０１６７】
従って、例えば、主要な加熱を主電力によって行いつつ、複数の分割区間Ｒｎの個別の事情に応じた温度制御を行うことができる。その結果、例えば、ヒータ本体１０ａの温度の均一化を図ることができる。また、例えば、分割区間Ｒｎ毎に大きな電力を供給するための電源回路を設ける必要性を低減できる。また、例えば、複数の抵抗発熱体を設けた場合のように多くの電極を設ける必要はない。
【０１６８】
なお、以上の実施形態において、上面１０ｃは所定面の一例である。抵抗発熱体２の全体は第１区間の一例である。複数の分割区間Ｒｎそれぞれは第２区間の一例である。給電部（Ｐ及びＤ）は電極の一例である。主電力は第１電力の一例である。追加電力は第２電力の一例である。
【０１６９】
＜第２実施形態＞
（抵抗発熱体の経路及び給電部の位置）
図８Ａは、第２実施形態に係るセラミックヒータ２１０のヒータ本体２１０ａを示す底面図、又は底面側から見た透視図である。この図では、ヒータ本体２１０ａの外縁及び給電部（Ｐａ、Ｐｂ及びＤ１〜Ｄ３）が示されている。
【０１７０】
また、図８Ｂは、セラミックヒータ２１０の抵抗発熱体２の経路を示す図である。この図は、セラミックヒータ２１０の平面視における一部の範囲を示している。また、この図は、セラミックヒータ２１０の厚み方向の位置に関しては、第１実施形態の図３に対応している。
【０１７１】
第２実施形態は、抵抗発熱体２の経路及び給電部（Ｐ及びＤ）の位置のみが第１実施形態と相違する。また、給電部の位置の相違に伴い、接続導体３及び配線４等の位置も第１実施形態と異なっている。それ以外の構成（駆動装置５０を含む）については、第１実施形態と同様でよい。
【０１７２】
具体的には、本実施形態では、平面視において、抵抗発熱体２は、概略渦巻き状のパターンとされている。すなわち、抵抗発熱体２は、内周から外周へずれながら周回するように延びている。なお、一の周と次の周との距離は、内周側と外周側とで同等であってもよいし、異なっていてもよい。また、一の周と次の周との距離は、周方向において一定であってもよいし、変化していてもよい。内周から外周への位置のずれは、各周において１周する間に徐々に生じてもよいし、各周において一定の半径で１周した後に特定の位置で段差を伴って生じてもよい。
【０１７３】
なお、抵抗発熱体２は、図示のように単に周回するだけであってもよいし、図示とは異なり、往復しながら（蛇行するように）周回してもよい。
【０１７４】
抵抗発熱体２の一端である第１給電部Ｐａは、例えば、セラミック基材１の概ね中央に位置し、抵抗発熱体２の他端である第２主給電部Ｐｂは、例えば、セラミック基材１の外縁に隣接している。第１分岐給電部Ｄ１〜第３分岐給電部Ｄ３は、抵抗発熱体２の適宜な中途位置に設けられてよい。例えば、第１分岐給電部Ｄ１〜第３分岐給電部Ｄ３は、抵抗発熱体２を等分（図示の例では４等分）するように設けられてよい。また、第１分岐給電部Ｄ１〜第３分岐給電部Ｄ３は、例えば、セラミックヒータ１０において生じやすい温度分布を考慮して不均一に設けられてもよい。
【０１７５】
（給電のための構成）
セラミックヒータ１０において、給電部（Ｐ及びＤ）に電力を供給するための構成は、適宜に具体化されてよい。例えば、以下のように、第１実施形態と同様の接続導体３、配線４及び端子５が設けられてもよい。
【０１７６】
図９Ａは、図８Ａにおいて配線４の位置を示した透視図である。図９Ｂは、図９ＡのIXｂ−IXｂ線における断面図である。
【０１７７】
複数の給電部（Ｐ及びＤ）に接続される端子５は、パイプ２１０ｂによって規定される端子配置領域に位置している。一方、複数の給電部のうち、第１給電部Ｐａは、端子配置領域に位置しているものの、他の給電部（Ｐｂ、Ｄ１〜Ｄ３）は、端子配置領域の外側に位置している。
【０１７８】
そして、端子配置領域の外側に位置している給電部（Ｐｂ、Ｄ１〜Ｄ３）と端子５とは、接続導体３及び配線４によって端子５に接続されている。端子配置領域に位置している第１給電部Ｐａは、直接的に端子５に接続されている。なお、接続導体３が複数の分割導体３ａ（図５）から構成されてよいこと、直接的に端子５に接続されるとした第１給電部Ｐａも接続導体３等によって端子５に接続されてよいことは第１実施形態と同様である。
【０１７９】
以上の実施形態においても、ヒータシステムは、抵抗発熱体２に主電力を供給する主駆動部５１と、主電力に重畳して抵抗発熱体２の一部である分割区間Ｒｎに追加電力を供給する追加駆動部５２と、を有している。また、別の観点では、セラミックヒータ１０は、セラミック基材１と、抵抗発熱体２と、抵抗発熱体２に電力を供給する１〜ｎ番目までのｎ個（ｎは３以上の自然数）の電極（例えば給電部Ｐ及びＤ）と、を備えている。１番目の電極とｎ番目の電極は、その間に主電力が供給される電極である。抵抗発熱体２における、隣接する２つの電極は、その間に追加電力が供給される電極である。
【０１８０】
従って、第１実施形態と同様の効果が奏される。例えば、主要な加熱を主電力によって行いつつ、複数の分割区間Ｒｎの個別の事情に応じた温度制御を行うことができる。
【０１８１】
＜変形例＞
図１０Ａ〜図１０Ｄは、種々の変形例を示す模式図である。具体的には、図１０Ａ〜図１０Ｃは、図４に対応する断面図である。図１０Ｄは、ヒータシステムの模式的な回路図である。なお、図１０Ａ〜図１０Ｃでは、抵抗発熱体２の経路として第１実施形態のものを示しているが、これらの変形例は、第２実施形態に適用されてもよい。
【０１８２】
図１０Ａに示すセラミックヒータ３１０のように、抵抗発熱体２は、セラミック基材３０１の内部ではなく、セラミック基材３０１の表面（下面）に位置していてもよい。別の観点では、セラミック基材３０１は、第１実施形態の第１セラミック層１ａ（に相当するセラミック層）からのみ構成されてよい。
【０１８３】
また、別の観点では、セラミックヒータ３１０のように、第１実施形態で示した接続導体３、配線４及び端子５（端子５は別の観点では貫通導体）が設けられず、給電部（Ｐ及びＤ）が端子として機能してもよい。また、この変形例から理解されるように、端子は、平面視においてセラミックヒータの中央側に位置していなくてもよいし、パイプ１０ｂは設けられなくてもよい。
【０１８４】
なお、特に図示しないが、セラミックヒータ３１０の下面には、給電部を露出させつつ抵抗発熱体２を覆うようにセラミックスとは異なる材料（例えば比較的耐熱性が高い樹脂）からなる絶縁層が設けられてもよい。換言すれば、抵抗発熱体２は、セラミック基材３０１には埋設されないものの、セラミック基材３０１及び不図示の絶縁層からなる絶縁基体に埋設されてもよい。
【０１８５】
図１０Ｂに示すセラミックヒータ４１０のように、抵抗発熱体２がセラミック基材４０１に埋設されつつも、図１０Ａと同様に、給電部（Ｐ及びＤ）が端子として機能してもよい。別の観点では、セラミック基材４０１は、第１実施形態の第１セラミック層１ａ及び第２セラミック層１ｂ（に相当するセラミック層）のみから構成されてよい。端子を兼ねる給電部は、第２セラミック層１ｂに給電部を露出させる孔４０１ｈが形成されることにより、セラミック基材４０１の下面からセラミック基材４０１の外部へ露出している。
【０１８６】
なお、特に図示しないが、孔４０１ｈの内部に端子５（別の観点では貫通導体）が配置されてもよい。
【０１８７】
図１０Ｃに示すセラミックヒータ５１０のように、配線４は、セラミック基材５０１の内部ではなく、セラミック基材５０１の表面（下面）に位置していてもよい。別の観点では、セラミック基材５０１は、第１実施形態の第１セラミック層１ａ及び第２セラミック層１ｂ（に相当するセラミック層）からのみ構成されてよい。
【０１８８】
また、別の観点では、図１０Ｃに示すように、配線４の端部が端子５として機能してもよい。なお、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１０Ｃでは、配線４のうち端子５となる部分を露出させつつ配線４を覆う絶縁層（例えばソルダーレジスト）５０７が設けられている。ただし、このような絶縁層５０７は必須のものではない。
【０１８９】
特に図示しないが、絶縁層５０７が配線４の一部を露出させているように、第１実施形態において第３セラミック層１ｃが配線４の一部を露出させ、その露出した部分が端子５として機能してもよい。
【０１９０】
図１０Ｄに示すように、追加駆動部５２は、抵抗発熱体２を区切った複数の分割区間Ｒｎの全てに追加電力を供給する必要はなく、複数の分割区間Ｒｎの一部（１つ、又は２以上で全部ではない数）に対してのみ追加電力を供給してもよい。図示の例では、２つの分割区間Ｒｎのうち一方のみに追加電力を供給している。
【０１９１】
この場合、例えば、複数の分割区間Ｒｎの全てに追加電力を供給する場合に比較して追加駆動部５２の構成が簡素化される。また、例えば、セラミックヒータのうち温度が上昇しにくい領域においてのみ追加電力を主電力に重畳させて温度の均一化を図ることができる。
【０１９２】
特に図示しないが、第１分割区間Ｒ１及び第２分割区間Ｒ２において主電力に対して第１の追加電力を重畳し、第２分割区間Ｒ２においては更に第２の追加電力を重畳するなど、分割区間によって重畳される電力の数を異ならせることも可能である。
【０１９３】
＜応用例＞
図１１Ａ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１１Ａでは、半導体製造装置のチャンバ２５内に、本開示に係るセラミックヒータ３０を備えた様子を示している。セラミックヒータ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。
【０１９４】
図１１Ｂは、セラミックヒータ３０の構成を示す模式図である。セラミックヒータ３０は、例えば、上述した各種の実施形態又は変形例に係るセラミックヒータのいずれかと同様の構成、又は当該同様の構成に電極１２等を加えた構成とされている。
【０１９５】
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、セラミックヒータ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。
【０１９６】
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、セラミックヒータ３０は静電チャックを構成する。また、セラミックヒータ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。
【０１９７】
また、セラミックヒータ３０は、半導体製造におけるＣＶＤ工程に利用される、ホットプレスヒータに適用されてもよい。
【０１９８】
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。
【０１９９】
例えば、配線４は、抵抗発熱体２に対して平行でなくてもよい。そのような構成のセラミックヒータは、例えば、焼結体（セラミック基材１）をホットプレス法で作製し、その際に配線４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。
【０２００】
接続導体３は、複数の分割導体３ａから構成されるものに限定されず、１つの貫通導体によって構成されていてもよい。コンデンサＣ又は絶縁トランスＴは設けられなくてもよい。
【符号の説明】
【０２０１】
１…セラミック基材、２…抵抗発熱体、１０…セラミックヒータ、１０ｃ…上面（所定面）、５０…駆動装置、５１…主駆動部、５２…追加駆動部。
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【国際調査報告】
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