JP7037640B2 - ヒータ及びヒータシステム - Google Patents

Description

本開示は、ヒータ及びヒータシステムに関する。

半導体製造装置などに用いられるヒータが知られている（例えば特許文献１）。このようなヒータは、ヒータプレートを含んでいる。ヒータプレートは、セラミックからなる板状の基体と、基体内にて基体の上面に沿って延びる抵抗発熱体とを有している。そして、ヒータプレートは、基体の上面に載置されたウェハを抵抗発熱体によって生じた熱によって加熱する。

このようなヒータにおいて、ヒータプレートに流路を形成したものが知られている（特許文献１における、発明が解決しようとする課題の欄を参照）。特許文献１は、ヒータプレートと、ヒータプレートが載置される支持部材との間に上記流路に代わる空間を形成することを提案している。

特開２００３－１４２５６４号公報

本開示の一態様に係るヒータは、絶縁性の基体と、抵抗発熱体と、中空部材とを有している。前記基体は、第１主面及びその背面の第２主面を有している。前記抵抗発熱体は、前記基体内で前記第１主面及び前記第２主面に沿って延びている。前記中空部材は、前記第２主面に重なっている第１板状部と、前記第１板状部と空間を介して対向している第２板状部と、前記空間を前記第１板状部及び前記第２板状部の平面方向外側から囲んでいる側面部と、を有している。

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、前記抵抗発熱体に電力を供給する電力供給部と、を有している。

第１実施形態に係るヒータシステムの構成を示す模式的な断面図。 図１のヒータシステムが含むヒータの平面図。 図１のIII－III線における断面図。 図４（ａ）、図４（ｂ）及び図４（ｃ）は図２のヒータにおけるヒータプレートと中空部材との接合態様に関して種々の例を示す模式的な断面図。 第２実施形態に係るヒータの構成を示す断面図。 図５のVI－VI線における断面図。 図７（ａ）及び図７（ｂ）は中空部材の流出口の変形例を示す拡大断面図。

以下、本開示の実施形態に係るヒータについて、図面を参照しつつ説明する。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、ヒータは、各図に示されていない周知の構成要素をさらに備えていても構わない。

＜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１０１の構成を示す模式的な断面図である。図２は、ヒータシステム１０１が含むヒータ１の平面図である。図３は、図１のIII－III線における断面図である。なお、図１は、図２のＩ－Ｉ線断面図に相当する。

なお、ヒータ１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。また、特に断りがない限り、単に平面視という場合、図１の紙面上方から見ることを指すものとする。

ヒータシステム１０１は、ヒータ１と、ヒータ１に電力を供給する電力供給部３（図１）と、ヒータ１にガスを供給するガス供給部５（図１）と、を有している。ヒータ１と電力供給部３とは配線部材２７（図１）によって接続されている。

（ヒータ）
ヒータ１は、例えば、概略板状（図示の例では円盤状）のヒータプレート７と、ヒータプレート７の下面に重なっている中空部材９と、これらから下方へ延びているパイプ１１（図１）とを有している。

ヒータプレート７は、その上面７ａに加熱対象物の一例としてのウェハ（不図示）が載置され（重ねられ）、ウェハの加熱に直接に寄与する。中空部材９は、流体が流れる空間を構成する。パイプ１１は、例えば、ヒータプレート７（及び中空部材９）の支持、及び配線部材２７の保護に寄与する。なお、パイプ１１を除く、ヒータプレート７及び中空部材９のみによってヒータが定義されてもよい。

（ヒータプレート）
ヒータプレート７の上面７ａ及び下面７ｂは、例えば、概ね平面である。ヒータプレート７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）又は多角形（例えば矩形）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。

ヒータプレート７は、例えば、絶縁性の基体１３と、基体１３に埋設されている抵抗発熱体１５と、抵抗発熱体１５に電力を供給するための端子１７とを備えている。なお、図２では、平面図では見えない抵抗発熱体１５及び端子１７も点線で示されている。抵抗発熱体１５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１３の上面７ａに載置されているウェハが加熱される。

基体１３の外形は、ヒータプレート７の外形を構成している。従って、上述のヒータプレート７の形状及び寸法に係る説明は、そのまま基体１３の外形及び寸法の説明と捉えられてよい。基体１３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（Ａｌ_２Ｏ_３）、炭化珪素（ＳｉＣ）及び窒化珪素（Ｓｉ_３Ｎ_４）等を主成分とする焼結体である。

抵抗発熱体１５は、基体１３の上面７ａ及び下面７ｂに沿って（例えば平行に）延びている。また、抵抗発熱体１５は、平面視において、例えば、基体１３の概ね全面に亘って延びている。

平面視における抵抗発熱体１５の具体的なパターン（経路）は適宜なものとされてよい。例えば、抵抗発熱体１５は、ヒータプレート７において１本のみ設けられており、その一端から他端まで自己に対して交差することなく延びている。また、図示の例では、抵抗発熱体１５は、ヒータプレート７を２分割した各領域において、円周方向に往復するように（ミアンダ状に）延びている。この他、例えば、抵抗発熱体１５は、渦巻状に延びていたり、一の半径方向において直線状に往復するように延びていたりしてよい。

抵抗発熱体１５を局部的に見たときの形状も適宜なものとされてよい。例えば、抵抗発熱体１５は、上面７ａ及び下面７ｂに平行な層状導体であってもよいし、上記の経路を軸として巻かれたコイル状（スプリング状）であってもよいし、メッシュ状に形成されているものであってもよい。各種の形状における寸法も適宜に設定されてよい。

抵抗発熱体１５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１５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１５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。

端子１７は、例えば、抵抗発熱体１５の長さ方向両端に接続されているとともに、当該両端の位置にて、基体１３のうちの下面７ｂ側の部分を貫通して下面７ｂから露出している。これにより、ヒータプレート７の外部から抵抗発熱体１５へ電力を供給可能になっている。１対の端子１７（抵抗発熱体１５の両端）は、例えば、ヒータプレート７の中央側に位置している。

（中空部材）
中空部材９は、流体が流れる空間９ｓを構成する部材である。空間９ｓは、流入口９ａ及び流出口９ｂを介して中空部材９の外部と通じている。流体は、例えば、気体（ガス）である。ガスは、例えば、ウェハ周辺のガス（例えばプロセスガス）と置換されるパージガスとして、及び／又はウェハ（ヒータプレート７）の均熱化に寄与する伝熱媒体（バックサイドガス）として機能する。このようなガスとしては、例えば、不活性ガス、ヘリウム、窒素若しくはアルゴン又はこれらを含む適宜な混合気体が用いられてよい。

中空部材９は、その外観は、概略、板状である。すなわち、中空部材９は、互いに平行な平面状の上面及び下面を有している。その上面には、ヒータプレート７が重ねられている。中空部材９は、例えば、平面視においてヒータプレート７よりも広く、中空部材９の外縁は、ヒータプレート７の外縁よりも外側に位置している。

中空部材９の平面形状は、適宜に設定されてよい。例えば、平面視において、中空部材９の外縁の形状は、ヒータプレート７の外縁の形状と概ね同様である。すなわち、中空部材９の外縁は、ヒータプレート７の外縁に概ね平行に延びている（一定の距離で離れている）。図示の例では、ヒータプレート７が円形であることに対応して、中空部材９の平面形状は円形である。ただし、中空部材９の外縁の形状は、ヒータプレート７の平面形状と全く異なる形状であってもよい。また、本実施形態では、中空部材９は、中央に、パイプ１１が挿通される孔９ｈが形成されている。

中空部材９は、例えば、互いに離間して対向している第１板状部１９及び第２板状部２１と、これらの板状部間の隙間を板状部の平面方向の外側から囲む側面部２３とを有している。これにより、空間９ｓが構成されている。空間９ｓの中心側は、例えば、パイプ１１によって塞がれている。また、中空部材９は、第１板状部１９と第２板状部２１とを接続している複数の接続部２５を有している。複数の接続部２５は、例えば、第１板状部１９と第２板状部２１との間の熱の伝達に寄与する。

なお、図１では、第１板状部１９、第２板状部２１、側面部２３、接続部２５及びパイプ１１は、互いの境界線が示され、また、互いに異なるハッチングが付されている。ただし、これらの部位の一部又は全部は、一体的に形成され、部位間の境界を材料的な観点から特定することができなくてもよい。換言すれば、各部位は、形状の観点のみから特定されてよい。さらに言えば、部位間の境界と、材料的な観点の境界とは、必ずしも一致している必要は無い（もちろん、一致していてもよい。）。

第１板状部１９は、中空部材９の上面（ヒータプレート７側の面）を構成している。第２板状部２１は、中空部材９の下面を構成している。これらの板状部は、例えば、概略、平板状である。その厚さは、伝熱性及び強度等の種々の観点から適宜に設定されてよい。第１板状部１９及び第２板状部２１の平面形状及び大きさは、例えば、概略、互いに同一である。中空部材９の平面視における形状及び大きさの説明（上述）は、これらの板状部の平面視における形状及び大きさの説明とされてよい。

側面部２３は、例えば、平面視において第１板状部１９及び第２板状部２１の外縁に沿って延びている。側面部２３の横断面（上記外縁に直交する断面）の形状は、例えば、上記外縁に亘って概ね一定である。また、当該横断面の形状は、適宜に設定されてよいが、例えば、概略、矩形である。その縦横比は適宜に設定されてよい。図示の例では、側面部２３は、高さが幅よりも大きく、壁状に描かれているが、幅が高さ以上であってもよい（層状であってもよい。）。

接続部２５は、第１板状部１９と第２板状部２１との間に介在しており、また、接続部２５は、平面視において空間９ｓ内に分布している。なお、接続部２５が分布しているという場合、例えば、２以上の接続部２５が互いに離れて存在していることを指す。

複数の接続部２５の数及び配置位置は適宜に設定されてよい。例えば、複数の接続部２５は、規則的に配列されていてもよいし、ランダムに配列されていてもよい。規則的に配列されている場合、複数の接続部２５は、例えば、複数の同心円に沿って配列されていてもよいし、放射線状に配列されていてもよいし、縦横に配列されていてもよい。配列は、ピッチが一定であってもよいし、一定でなくてもよい。また、例えば、複数の接続部２５の密度は、空間９ｓ内で概ね一定であってもよいし、複数の領域間で互いに異なっていてもよい。例えば、内周側と外周側とで密度が異なっていたり、内周側と外周側とに比較してその中間の密度が高くなっていたりしてもよい。

複数の接続部２５の形状及び／又は大きさは、互いに同一であってもよいし（図示の例）、互いに異なっていてもよい。なお、上記の密度は、接続部２５の平面視における面積×数を領域の面積で割ったものであってもよいし、接続部２５の数を領域の面積で割ったものであってもよい。

接続部２５の形状は、適宜な形状とされてよい。例えば、接続部２５の形状は、直柱状であってもよいし、錐台状であってもよいし、高さ方向の中央において横断面（第１板状部１９に平行な断面）の面積が大きく、又は小さくなる形状であってもよい。また、接続部２５の横断面の形状は、円形（図示の例）であってもよいし、多角形（例えば矩形）であってもよい。

接続部２５の寸法も適宜に設定されてよく、接続部２５の径（横断面が円形でない場合は最大径又は最小径）は、接続部２５の高さ（第１板状部１９と第２板状部２１との距離）よりも長くてもよいし、同等でもよいし、短くてもよい（図示の例）。

中空部材９の材料は、有機材料でもよいし、無機材料でもよいし、導電材料でもよいし、絶縁材料でもよい。例えば、中空部材９は、セラミックによって構成されている。セラミックの具体的な材料としては、例えば、基体１３の説明で挙げたもの（ＡｌＮ等）が利用されてよい。中空部材９を構成するセラミックは、ヒータプレート７の基体１３を構成するセラミックと同一のものであってもよいし、異なるものであってもよい。また、中空部材９は、その全体が同一の材料によって構成されていてもよいし、一部の部位（例えば、第１板状部１９、第２板状部２１、側面部２３又は接続部２５）が他の部位と異なる材料によって構成されていてもよい。表面にコーティングが施されていてもよい。

また、中空部材９の一部又は全部は、基体１３、パイプ１１又は空間９ｓ内の流体（例えば気体）に比較して、熱伝導率が高い材料であってもよいし、同等の材料であってもよいし、低い材料であってもよい。本実施形態の説明では、中空部材９の材料の熱伝導率が、空間９ｓ内の流体の熱伝導率よりも高い場合を例にとることがある。

（パイプ）
パイプ１１は、上下（軸方向両側）が開口している中空状である。別の観点では、パイプ１１は、上下に貫通する空間１１ｓを有している。パイプ１１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１１は、軸方向の位置に対して径が一定の円筒形状である。もちろん、パイプ１１は、高さ方向の位置によって径が異なっていてもよい。また、パイプ１１の寸法の具体的な値は適宜に設定されてよい。

既述のように、中空部材９には、平面方向の中央側に孔９ｈが構成されており、パイプ１１は、この孔９ｈに挿通されている。そして、パイプ１１の外周面によって、第１板状部１９と第２板状部２１との隙間は、孔９ｈ側から塞がれている。

パイプ１１には、空間１１ｓとは別に、ガス供給部５と中空部材９の空間９ｓとを連通する流路１１ｐが形成されている。流路１１ｐは、例えば、パイプ１１の軸方向に沿って（例えば平行に）延びている。流路１１ｐの下方の一端は、パイプ１１の適宜な位置で外部へ開口してよいが、例えば、パイプ１１の下方の端面にて開口している。また、流路１１ｐは、例えば、パイプ１１のうち、中空部材９に挿入されている部分に流入口９ａが形成されることによって、空間９ｓに通じている。なお、流入口９ａは、流路１１ｐの一部と捉えられてもよい。

なお、図では、流路１１ｐを１本のみ示しているが、２本以上の流路１１ｐが設けられ、互いに別々に空間９ｓに開口していてもよい。また、流路１１ｐは、ガス供給部５から空間９ｓへ向かう過程で複数に分岐して、複数位置にて空間９ｓに通じていてもよい。図示の例では、流路１１ｐは、流入口９ａを超えてパイプ１１を上端まで貫通しているが、流入口９ａまで延びるだけであってよい。

パイプ１１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。セラミックの具体的な材料としては、例えば、基体１３の説明で挙げたもの（ＡｌＮ等）が利用されてよい。また、パイプ１１の材料は、基体１３の材料と同一であってもよいし、異なっていてもよい。

（空間、流入口及び流出口）
これまでの説明からも理解されるように、空間９ｓは、例えば、基本的に（複数の接続部２５を無視すると）、中空部材９の平面方向中央側（パイプ１１側）から平面方向外側へ、全方位に亘って途切れなく広がっている。別の観点では、空間９ｓは、薄型の環状の空間である。空間９ｓは、例えば、平面透視において、ヒータプレート７（基体１３）よりも外側まで広がっている。別の観点では、空間９ｓは、抵抗発熱体１５の配置範囲よりも外側まで広がっている。

流入口９ａは、例えば、既述のように、パイプ１１のうち中空部材９に挿通されている部分に位置する開口（切り欠きでもよい）によって構成されている。すなわち、流入口９ａは、中空部材９の平面方向中央側の壁面にて、中空部材９の平面方向外側に向かって開口している。流入口９ａは、既述のようにパイプ１１の流路１１ｐに通じており、流路１１ｐを介して中空部材９の外部へ通じている。既述のように、流入口９ａは、１つのみ形成されていてもよいし、複数設けられていてもよい。複数の流入口９ａは、例えば、一定のピッチでパイプ１１（中空部材９の中心側の壁面）の周方向へ配列されてよい。

流出口９ｂは、例えば、第１板状部１９のうちヒータプレート７よりも外側に位置する開口によって構成されている。別の観点では、流出口９ｂは、ヒータプレート７の外周面に隣接する位置にて、ヒータプレート７の上面７ａが面している方向へ向かって開口している。ここでいう隣接は、例えば、ヒータプレート７の外周面と流出口９ｂとの距離が比較的短いことをいい、例えば、当該距離は、流出口９ｂの径（円形でない場合は例えば最大径）又はヒータプレート７の厚さの２倍以下又は１倍以下である。流出口９ｂは、例えば、複数設けられており、ヒータプレート７の外縁（別の観点では中空部材９の外縁）に沿って配列されている。配列のピッチは、例えば、一定である。各流出口９ｂの平面視における形状及び大きさは適宜に設定されてよい。また、各流出口９ｂは、互いに繋っていてもよい。

（配線部材）
配線部材２７は、パイプ１１の空間１１ｓ内に挿通されている。平面透視において、ヒータプレート７のうちパイプ１１の空間１１ｓ内に露出する領域では、複数の端子１７が基体１３から露出している。そして、配線部材２７は、その一端が複数の端子１７に接続されており、これにより、抵抗発熱体１５と電力供給部３とを接続している。

複数の配線部材２７は、可撓性の電線であってもよいし、可撓性を有さないロッド状のものであってもよいし、これらの組み合わせであってもよい。また、複数の可撓性の電線は、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。また、配線部材２７と端子１７との接続も適宜なものとされてよい。例えば、両者は、導電性の接合材によって接合されてよい。また、例えば、両者は、一方に雄ねじ部が形成され、他方に雌ねじ部が形成されることにより、螺合されていてもよい。

（電力供給部及びガス供給部）
電力供給部３は、例えば、特に図示しないが、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１（複数の端子１７）に供給する。電力供給部３（の制御部）は、ヒータ１に設けられた不図示の温度センサが検出する温度に基づいてヒータ１の温度のフィードバック制御をしてもよい。

なお、温度センサは、例えば、熱電対又はサーミスタである。抵抗発熱体１５がサーミスタとして用いられてもよい。温度センサの位置は適宜な位置とされてよい。例えば、熱電対は、パイプ１１の空間１１ｓ内に配置され、その少なくとも先端がヒータプレート７に埋設されていてもよい。

ガス供給部５は、例えば、特に図示しないが、ガスを蓄圧した状態で保持しているタンク（ボンベ）と、当該タンクからのガスの流量を制御するバルブと、当該バルブを制御する制御装置とを含んで構成されている。なお、ガス供給部５の制御装置は、電力供給部３の制御装置と統合されていてもよい。

（ヒータの製造方法）
ヒータ１の製造方法においては、例えば、ヒータプレート７、中空部材９及びパイプ１１が互いに別個に作製される。その後、これらの部材が互いに固定される。これにより、ヒータ１が作製される。なお、ヒータプレート７とパイプ１１とは共に作製されてもよいし、又は中空部材９とパイプ１１とが共に作製されてもよい。

ヒータプレート７の作製方法は、例えば、公知の種々の方法と同様とされてよい。例えば、ヒータプレート７の作製方法においては、まず、ドクターブレード法等により、基体１３を構成する複数のセラミックグリーンシートを用意する。次に、必要に応じて、抵抗発熱体１５及び端子１７等が配置される溝又は孔を形成する加工（例えば切削加工又はプレス加工）を行う。次に、いずれかのセラミックグリーンシートに抵抗発熱体１５となる材料（例えば導電ペースト）を配置する。そして、複数のセラミックグリーンシートを積層して焼成する。この他、例えば、ヒータプレート７は、ホットプレス法によって形成されてもよい。

パイプ１１の作製方法も、例えば、公知の種々の方法と同様とされてよい。例えば、セラミックのパイプ１１は、押出成形法、射出成形法又はホットプレス法によって作製されてよい。また、ドクターブレード法等によって形成したセラミックグリーンシートを軸状部材に巻き付けて焼成してもよい。または、公知の成形方法で作製した成形体を切削し、これを接合して作製してもよい。流路１１ｐは、空間１１ｓと共に型によって形成されてもよいし、パイプ１１の成形後にドリル等を用いた切削加工によって形成されてもよい。

中空部材９も、ヒータプレート７及びパイプ１１の作製方法に倣って作製されてよい。例えば、ドクターブレード法等により、第１板状部１９となるセラミックグリーンシート、側面部２３となるセラミックグリーンシート、及び第２板状部２１となるセラミックグリーンシートを準備する。側面部２３は、例えば、セラミックグリーンシートに対する打ち抜き加工によって成形される。なお、側面部２３は、押出成形法、射出成形法又はホットプレス法によって作製されてもよい。

また、上記に並行して、セラミックグリーンシートの打ち抜き加工、押出成形法、射出成形法又はホットプレス法によって、複数の接続部２５となる材料（例えばセラミック）を成形する。次に、この複数の接続部２５となる材料を、第１板状部１９となるセラミックグリーンシートの第２板状部２１側の面、又は第２板状部２１となるセラミックグリーンシートの第１板状部１９側の面に配置する。

その後、第１板状部１９、側面部２３及び第２板状部２１となるセラミックグリーンシートを積層し、これらを焼成する。

なお、複数の接続部２５（及び側面部２３）は、第１板状部１９又は第２板状部２１となるセラミックグリーンシートに対する切削加工によって凸部として形成することも可能である。また、このような凸部は、第１板状部１９又は第２板状部２１を射出成形法、積層法又はホットプレス法によって成形することによって形成されてもよい。

（部材同士の固定）
図４（ａ）～図４（ｃ）は、ヒータプレート７と中空部材９との接合態様に関して種々の例を示す模式的な断面図である。

図４（ａ）に示すように、ヒータプレート７と中空部材９とは、両者の間に介在する接着剤３１（接着層）によって接合されていてよい。接着剤３１は、有機材料であってもよいし、無機材料であってもよいし、導電材料であってもよいし、絶縁材料であってもよい。具体的には、接着剤３１としては、例えば、ガラス系のものが用いられてよい。すなわち、ヒータプレート７と中空部材９とはガラス接合されてよい。

また、図４（ｂ）に示すように、ヒータプレート７と中空部材９とは、両者の間に接着材を介在させずに直接に接合されていてもよい。この接合には、例えば、固相接合が利用されてよい。固相接合としては、例えば、拡散接合が利用されてよい。拡散接合では、ヒータプレート７と中空部材９とが加熱加圧されることによって接合される。

図４（ｂ）では、多角形によってセラミックの粒子が模式的に示されるとともに、ヒータプレート７と中空部材９との界面が消失している状態が示されている。なお、拡散接合は、ヒータプレート７と中空部材９とを直接に当接させるものだけでなく、両者の間に接合を促進するための材料が配置されるものも含むものとする。当該材料は、接合の際、固相状態であってもよいし、液相状態であってもよい。

また、図４（ｃ）に示すように、ヒータプレート７と中空部材９とは、機械的に結合されていてもよい。図４（ｃ）では、ヒータプレート７に挿通されたボルト３３が中空部材９に埋設されたナット３５に螺合されて、ヒータプレート７と中空部材９とが固定される態様が例示されている。なお、この例は、別の観点では、ヒータプレート７と中空部材９とを着脱可能に固定した例である。

なお、特に図示しないが、ヒータプレート７とパイプ１１との固定も、ヒータプレート７と中空部材９との固定と同様に、接着剤（例えばガラス）を介したものであってもよいし、固相接合であってもよいし、機械的結合であってもよい。

以上のとおり、本実施形態では、ヒータ１は、絶縁性の基体１３と、抵抗発熱体１５と、中空部材９とを有している。基体１３は、上面７ａ及び下面７ｂを有している。抵抗発熱体１５は、基体１３内で上面７ａ及び下面７ｂに沿って延びている。中空部材９は、下面７ｂに重なっている第１板状部１９と、第１板状部１９と空間９ｓを介して対向している第２板状部２１と、空間９ｓを第１板状部１９及び第２板状部２１の平面方向外側から囲んでいる側面部２３とを有している。

従って、基体１３（ヒータプレート７）は、空間９ｓを構成する部材として利用されていない。その結果、例えば、ヒータプレート７は汎用のものにして、中空部材９をヒータ１が組み込まれるシステムに応じたものにできる。その逆に、中空部材９を汎用のものとして、ヒータプレート７はシステムに応じたものにすることもできる。すなわち、ヒータプレート７の設計と、中空部材９との設計との独立性が向上する。その結果、設計が容易化される。別の観点では、ヒータプレート７及び中空部材９の組み合わせの変更により、ヒータの種々のバリエーションを低コストで実現可能である。

また、本実施形態では、中空部材９は、複数の接続部２５を有している。複数の接続部２５は、第１板状部１９と第２板状部２１との間に位置してこれらに接続されており、上面７ａの平面透視において空間９ｓ内に分布している。

従って、第１板状部１９から第２板状部２１への熱の伝達経路が空間９ｓ内に分布することになる。その結果、例えば、第１板状部１９の均熱化を図ることが容易化される。例えば、第１板状部１９の中央側又は外周側においては、パイプ１１又は側面部２３を介して、第１板状部１９の熱が第２板状部２１へ逃げやすい。その結果、第１板状部１９は、中央側又は外周側において、その中間の領域に比較して温度が低下するおそれがある。しかし、複数の接続部２５によって上記の中間の領域の熱を第２板状部２１へ逃がし、第１板状部１９内の温度差を緩和することができる。ひいては、ヒータプレート７の温度を均一化し、ウェハの温度を均一化することが容易化される。

また、本実施形態では、空間９ｓは、ヒータプレート７の上面７ａの平面透視において、ヒータプレート７の基体１３に重なる領域から基体１３の外側まで広がっている。

従って、例えば、空間９ｓ内の流体による均熱化の効果は、ヒータプレート７の外縁にまで及ぶ。その結果、例えば、ウェハの温度を均一化することが容易化される。なお、従来のように、ヒータプレート内に空間を形成したり、空間となる凹部をヒータプレートで塞いだりする態様においては、このような構成を得ることは、不可能であるか、極めて困難である。

また、本実施形態では、中空部材９は、空間９ｓの内部と空間９ｓの外部とを通じさせている、流入口９ａと流出口９ｂとを有している。流出口９ｂは、ヒータプレート７の上面７ａの平面透視においてヒータプレート７の基体１３よりも外側に位置している。

従って、例えば、ヒータプレート７の上面７ａに流出口を設けた場合とは異なる流れを実現できる。例えば、より広範囲にパージガスを噴出させることができる。その結果、例えば、ヒータ１及びチャンバ等の配置によっては、ウェハ周辺のガスの置換が速やかに行われる。なお、従来のように、ヒータプレート内に空間を形成したり、空間となる凹部をヒータプレートで塞いだりする態様においては、空間をヒータプレートの外側まで広げることは、不可能であるか、極めて困難である。

また、本実施形態では、基体１３は、セラミックからなる一体形成部材である。基体１３と第１板状部１９とは接着剤又は固相接合によって固定されてよい。

この場合、例えば、基体１３と第１板状部１９とを密着させて、両者の間の一部に空隙が生じるおそれを低減することができる。空隙が存在すると、例えば、基体１３と第１板状部１９との間の熱の伝達にばらつきが生じるおそれがあるが、そのようなおそれが低減される。また、ガラス接合を利用した場合においては、接着層を断熱層として使用することも可能である。

また、本実施形態では、基体１３と中空部材９とは着脱可能に固定されていてもよい。

この場合、例えば、販売直前又は使用直前に、ヒータプレート７と中空部材９とを組み合わせることができる。その結果、例えば、ヒータプレート７及び中空部材９の一方は、ウェハの加工装置に適合したものとし、他方は汎用のものとすることができる。また、中空部材９の交換も可能となる。

また、本実施形態では、ヒータ１は、中空部材９をヒータプレート７の下面７ｂに直交する方向に貫通して下面７ｂに接合されているパイプ１１を更に有していてもよい。

この場合、例えば、ヒータプレート７とパイプ１１との組み合わせと、中空部材９との一方を汎用のものとし、他方をウェハの加工装置に適したものとすることができる。パイプ１１が必要とされる機会に比較して、中空部材９が必要とされる機会は少ないため、ヒータプレート７とパイプ１１とを予め組み合わせておくことにより、効率的にヒータの種々のバリエーションを実現できる。この効果は、特に、上記のように中空部材９と基体１３とが着脱可能な場合において有効である。

＜第２実施形態＞
以下、本開示に係る第２実施形態について説明する。以下の説明では、第１実施形態で説明された構成と共通または類似する構成について、第１実施形態の構成に付した符号を用い、また、図示や説明を省略することがある。なお、第１実施形態の構成と対応（類似）する構成については、第１実施形態の構成と異なる符号を付した場合においても、特に断りがない点は、第１実施形態の構成と同様とされてよい。

図５は、第２実施形態に係るヒータ２０１の構成を示す断面図であり、第１実施形態の図１に相当している。図６は、図５のVI－VI線における断面図である。なお、特に図示しないが、第１実施形態と同様に、配線部材２７には電力供給部３が接続されてよく、また、流路２１１ｐの下端にはガス供給部５が接続されてよい。

第１実施形態では、中空部材９の空間９ｓの中心側は、中空部材９に挿通されたパイプ１１によって塞がれた。これに対して、ヒータ２０１では、空間９ｓに相当する外側空間２０９ｓの中心側は、中空部材２０９が有する内壁２２４によって塞がれている。換言すれば、ヒータ２０１の中空部材２０９は、その内部を平面方向内側の内側空間２０９ｔと、平面方向外側の外側空間２０９ｓとに仕切る内壁２２４を有している。

外側空間２０９ｓは、第１実施形態の空間９ｓと同様に、流入口２０９ａ及び流出口２０９ｂを介して中空部材２０９の外部と通じている。内側空間２０９ｔは、第１実施形態のパイプ１１の空間１１ｓの上端側部分に相当する空間であり、パイプ２１１の空間２１１ｓを介して外部に通じている。

ヒータプレート７の平面視において、内壁２２４の形状及び大きさは適宜に設定されてよい。例えば、平面視において、内壁２２４の形状は、その内面がパイプ２１１の上端側部分の内面と概ね一致する形状であり、図示の例では円形である。内壁２２４の横断面（図５に示す断面）の形状は、例えば、平面視の全周に亘って概ね一定である。また、当該横断面の形状は、適宜に設定されてよいが、例えば、概略、矩形である。その縦横比は適宜に設定されてよい。図示の例では、内壁２２４は、高さが幅よりも大きく、壁状に描かれているが、幅が高さ以上（層状）であってもよい。内壁２２４の材料及び内壁２２４の製造方法は、側面部２３及び／又は接続部２５と同様とされてよい。

パイプ２１１は、例えば、第１実施形態のパイプ１１とは異なり、中空部材９に挿通されず、中空部材２０９の下面（第２板状部２１）に固定されている。この固定方法は、第１実施形態において説明したヒータプレート７と中空部材９又はパイプ１１との固定方法と同様に、両者の間に介在する接着剤によるものであってもよいし、固相接合によるものであってもよいし、機械的結合によるものであってもよい。

第２板状部２１には、パイプ２１１の空間２１１ｓと重なる位置に、開口２０９ｅが形成されている。これにより、内側空間２０９ｔは、空間２１１ｓを介してヒータ１の外部（例えばヒータ２０１を収容している不図示のチャンバ内の空間）へ通じている。平面視において、開口２０９ｅの形状及び大きさは、空間２１１ｓの上端の形状及び大きさと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、両者の大きさは、いずれが大きくてもよい。図示の例では、開口２０９ｅの形状及び大きさは、空間２１１ｓの上端の形状及大きさと同等であり、また、円形である。

なお、パイプ２１１がヒータプレート７とは直接には固定されないことから、第１板状部１９は、第１実施形態とは異なり、パイプ２１１を挿通するための孔は形成されていない。ただし、第１板状部１９には、端子１７を内側空間２０９ｔ及びパイプ２１１の空間２１１ｓへ露出させるための孔が形成されている。なお、第１板状部１９は、第１実施形態と同様に、比較的広い孔を有していてもよい。

パイプ２１１には、パイプ１１と同様に、軸方向に延びる流路２１１ｐが形成されている。流路２１１ｐの上端は、例えば、パイプ２１１の上方の端面にて開口している。中空部材９の第２板状部２１は、この流路２１１ｐの上端と重なる位置に、流入口２０９ａを有している。これより、外側空間２０９ｓは、流路２１１ｐを介してガス供給部５（図１参照）と接続される。流入口２０９ａの数、配置位置、形状及び大きさ等は適宜に設定されてよい。例えば、流入口２０９ａは、内壁２２４に隣接する位置において、内壁２２４回りに均等のピッチで配列されている。図示の例では、２つの流入口２０９ａが設けられている。ここでいう隣接は、例えば、内壁２２４と流入口９ａとの距離が比較的短いことをいい、例えば、当該距離は、流入口９ａの径（円形でない場合は例えば最大径）又は外側空間２０９ｓの高さの２倍以下又は１倍以下である。

中空部材９は、平面視においてヒータプレート７の外側となる位置に、第１板状部１９から上方（ヒータプレート７の上面７ａが面する方向）へ突出する突部２２９を有している。この突部２２９は、例えば、ヒータプレート７を囲む突条（別の観点では環状）に形成されている。別の観点では、中空部材９は、ヒータプレート７の少なくとも下面７ｂ側の部分を収容する凹部２０９ｒを有している。

凹部２０９ｒ（突部２２９）の形状及び大きさ等は適宜に設定されてよい。例えば、凹部２０９ｒは、ヒータプレート７の少なくとも下面７ｂ側の部分が嵌合する形状とされている。すなわち、凹部２０９ｒの平面視における形状及び大きさは、ヒータプレート７のものと同様であり、図示の例では円形である。また、凹部２０９ｒの深さ（突部２２９の高さ）は、例えば、ヒータプレート７の厚さよりも小さい。ただし、凹部２０９ｒの深さは、ヒータプレート７の厚さ以上とされてもよい。

突部２２９の横断面（図５に示す断面）の形状及び大きさも適宜に設定されてよい。例えば、突部２２９の横断面の形状は、矩形であり、その高さ及び幅は、いずれが大きくてもよく、図示の例では、幅が高さよりも大きくなっている。また、図示の例では、突部２２９の外縁は、中空部材２０９の外縁と一致しているが、中空部材２０９の外縁よりも内側に位置していてもよい。

突部２２９は、例えば、第１板状部１９となるセラミックグリーンシートに対して、突部２２９となるセラミックグリーンシートが重ねられることによって形成される。あるいは、突部２２９及び第１板状部１９は、当初から一体的に形成されてもよい。例えば、突部２２９及び第１板状部１９の合計厚さのセラミックグリーンシートに対して切削加工を行って突部２２９及び第１板状部１９を形成してもよいし、射出成形及びホットプレスによって共に成形されてもよい。

流出口２０９ｂは、例えば、突部２２９の頂面にて中空部材２０９の外部へ開口している。流出口２０９ｂは、第１実施形態に比較して、突部２２９の突出量に相当する量で、流路方向（上下方向）に長くなっており、また、上方の開口面が上方へシフトしている。流出口２０９ｂは、例えば、一定の断面積で流路方向（上下方向）に延びている。ただし、突部２２９内の孔と第１板状部１９内の孔とで径が異なっていてもよい。なお、平面視における流出口２０９ｂの数、位置及び形状等は、第１実施形態の流出口９ｂのものと同様とされてよい。

なお、図５及び図６では、複数の接続部２５が図示されていないが、第１実施形態と同様に、複数の接続部２５が設けられてもよい。また、ヒータプレート７と中空部材２０９との固定は、第１実施形態と同様に、接着剤によるものであってもよいし、固相接合であってもよいし、機械的結合（着脱可能なもの含む。）であってもよい。

以上の第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、ヒータ２０１の中空部材２０９は、ヒータプレート７の基体１３の下面７ｂに重なっている第１板状部１９と、第１板状部１９と外側空間２０９ｓを介して対向している第２板状部２１と、外側空間２０９ｓを第１板状部１９及び第２板状部２１の平面方向外側から囲んでいる側面部２３と、を有している。従って、第１実施形態と同様の効果が奏される。例えば、設計が容易化される。

また、本実施形態では、中空部材２０９は、ヒータプレート７の上面７ａの平面視において基体１３よりも外側となる位置に、第１板状部１９から上面７ａが面する方向へ突出する突部２２９を有している。流出口２０９ｂは、突部２２９の頂面にて外部へ開口している。

従って、例えば、流出口２０９ｂを上面７ａ上のウェハに近づけることができる。その結果、例えば、ウェハ周辺のガスをパージガスに速やかに置換することができる。また、突部２２９は、ヒータプレート７と中空部材２０９とを位置決めするための位置決め部として機能し得る。すなわち、ノズルと位置決め部とが兼用されることになる。なお、従来のように、ヒータプレート内に空間を形成したり、空間となる凹部をヒータプレートで塞いだりする態様においては、ヒータプレートを位置決め可能にノズルを形成することは、不可能であるか、極めて困難である。

また、本実施形態では、中空部材２０９は、基体１３の少なくとも下面７ｂ側の部分が収容される凹部２０９ｒを有している。

従って、中空部材２０９に対する基体１３の位置決めが容易化される。また、中空部材２０９と基体１３との接触面積が増加するから、両者の接合を強化したり、両者の間の熱交換を容易化したりすることができる。

また、本実施形態では、中空部材２０９は、第１板状部１９と第２板状部２１との間に位置し、中空部材２０９の内部を、平面方向の内側の内側空間２０９ｔと、平面方向の外側の外側空間２０９ｓとに仕切っている内壁２２４を更に有している。

この場合、例えば、外側空間２０９ｓの密閉は、中空部材２０９内で完結する。すなわち、中空部材２０９とパイプ２１１との固定等が外側空間２０９ｓの密閉性に及ぼす影響が低減される。その結果、例えば、流体がウェハの加工に及ぼす影響の予測の精度が高くなり、中空部材２０９の選定又は交換が容易化される。

また、本実施形態では、ヒータ２０１は、一端が第２板状部２１に接合されているパイプ２１１を更に有している。

この場合、例えば、ヒータプレート７とパイプ２１１との間に中空部材２０９が介在することになるから、ヒータプレート７の熱は、直接的にはパイプ２１１へ逃げない。その結果、例えば、ヒータプレート７の温度を均一化することが容易化される。また、例えば、中空部材２０９は、ヒータプレート７とパイプ２１１との熱応力を緩和することにも寄与する。また、例えば、中空部材２０９とパイプ２１１とが接合されることから、流路２１１ｐと流入口２０９ａとの接続部における密閉性を向上させることが容易である。その結果、上述した外側空間２０９ｓの密閉が中空部材２０９内で完結していることによる効果が向上する。

（流出口の変形例）
図１では、流出口９ｂとして、中空部材９の内部側から外部側へ、横断面（流れ方向に交差する断面。ここでは第１板状部１９に平行な断面）の形状及び面積が一定のものを示した。ただし、流出口９ｂの横断面の形状及び面積は、流れ方向の位置によって異なっていてもよい。以下に、その例を示す。

なお、ここでは、便宜上、第１実施形態の符号を用いるが、以下に述べる変形例は、第２実施形態に適用されても構わない。また、以下の説明では、流出口９ｂの横断面の面積を「開口面積」と呼称するものとする。

図７（ａ）は、ヒータ１のうち流出口９ｂ及びその周辺を示す断面図であり、図１の一部に相当する。

この変形例においては、流出口９ｂは、大径部９ｂａと、大径部９ｂａよりも開口面積が小さい小径部９ｂｂ（後述する接合材１０によって開口面積が狭められている部分）とを有している。大径部９ｂａは、中空部材９の内部に向かって開口している部分である。小径部９ｂｂは、大径部９ｂａよりも中空部材９の外部側に位置しており、例えば、中空部材９の外部へ開口している部分である。

大径部９ｂａ及び小径部９ｂｂそれぞれの横断面の形状、開口面積、流れ方向（ここでは上下方向）の長さ、及び縦断面（図７（ａ）に示す断面）における形状等は適宜に設定されてよい。例えば、大径部９ｂａの横断面の形状と小径部９ｂｂの横断面の形状とは相似形又はこれに類するものであってもよいし、全く異なる形状であってもよい。大径部９ｂａの横断面の中心（例えば図心。以下、同様。）と、小径部９ｂｂの中心とは、平面視において一致していてもよいし、一致していなくてもよい。大径部９ｂａ及び小径部９ｂｂそれぞれにおいて、横断面の形状は、流出口９ｂの流れ方向において一定であってもよいし、一定でなくてもよい。小径部９ｂｂの開口面積は、大径部９ｂａの開口面積の１／２未満であってもよいし、１／２以上であってもよい。小径部９ｂｂの流れ方向の長さが流出口９ｂの流れ方向の長さに占める割合は、１／２未満であってもよいし、１／２以上であってもよい。

図示の例では、大径部９ｂａは、その横断面の形状及び大きさが流出口９ｂの流れ方向において概ね一定とされている。一方、小径部９ｂｂは、基本的に、中空部材９の外部側ほど開口面積が小さくなっている。より詳細には、小径部９ｂｂの内面のうち、ヒータプレート７側（図７（ａ）では紙面左側）の部分は、中空部材９の外部側ほどヒータプレート７から離れる側（図７（ａ）では紙面右側）に位置するように傾斜しており、これにより、小径部９ｂｂの開口面積は徐々に小さくなっている。換言すれば、小径部９ｂｂの横断面の中心は、中空部材９の外部側ほどヒータプレート７から離れている。

流出口９ｂの開口面積の変化（大径部９ｂａ及び小径部９ｂｂの形成）は、適宜な方法によって実現されてよい。図示の例では、接合材１０が流出口９ｂの内面の一部に配置されることによって、流出口９ｂは、その流れ方向の一部において開口面積が小さくされている。これにより、小径部９ｂｂ（及び小径部９ｂｂよりも開口面積が大きい大径部９ｂａ）が構成されている。この接合材１０は、第１板状部１９（中空部材９）の一部とみなされてよい。

接合材１０は、無機材料であってもよいし、有機材料であってもよい。無機材料としては、例えば、ガラス系のものを挙げることができる。実施形態の説明では、図４（ａ）を参照して、ヒータプレート７と中空部材９とが接着剤３１によって接合されてよいことを述べた。接合材１０は、この接着剤３１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。前者の場合において、接合材１０は、接着剤３１と同時にヒータプレート７又は中空部材９に塗布されるものであってもよい。換言すれば、接合材１０は、接着剤３１の一部であっても構わない。

以上のとおり、図７（ａ）に示す変形例では、流出口９ｂは、空間９ｓに開口している大径部９ｂａと、大径部９ｂａよりも空間９ｓの外部側に位置しており、大径部９ｂａの開口面積よりも開口面積が小さい小径部９ｂｂと、を有している。

この場合、例えば、小径部９ｂｂによって開口面積が絞られることにより、流出口９ｂから排出されるガスの流速を速くすることができる。その結果、例えば、ヒータ１を収容しているチャンバ内にガスを拡散させることが容易化される。また、小径部９ｂｂによって開口面積が絞られることによって塵が中空部材９の外部から流出口９ｂを介して空間９ｓに侵入する蓋然性が低減される。流出口９ｂ全体の開口面積が小さくされる態様（そのような態様も本開示に係る技術に含まれる。）に比較して、例えば、流出口９ｂ内でガスの流れを乱れさせてガスを混合することができる。また、平面視における小径部９ｂｂの大径部９ｂａに対する位置の調整によって、ガスの排出方向を調整することもできる。例えば、図示の例では、平面視において、小径部９ｂｂの中心は、大径部９ｂａの中心に対してヒータプレート７から離れているから、ガスをヒータプレート７から離れる方向へ排出して、チャンバ内にガスを拡散させることができる。

図７（ｂ）は、流出口９ｂの他の変形例を示す図であり、図７（ｂ）と同様の断面図である。

この変形例においては、流出口９ｂの内面（側面）は、流出口９ｂの流れ方向に沿う縦断面（ここでは図７（ｂ）に示すような上下方向に平行な面）において凹凸を有している。なお、図７（ａ）に示した変形例も、本変形例と同様に、流出口９ｂの側面に凹凸が形成されていると捉えられてよい。ただし、本変形例では、図７（ａ）の変形例とは異なり、大径部９ｂａ及び小径部９ｂｂが構成されることは前提とされていない（ただし、構成されてもよい。）。

凹凸の数、形状及び寸法等は適宜に設定されてよい。例えば、任意の縦断面において、凹凸がなす段差の、流出口９ｂの径方向における長さ（後述する複数の孔８のうち隣り合う孔８同士の外縁のずれ量）は、流出口９ｂの平均径（前記任意の縦断面において互いに対向する２つの側面の距離の平均値）の１／２０以上であってもよいし、１／１０以上であってもよいし、１／５以上であってもよい。また、凹凸の存在によって、流出口９ｂの径（開口面積）は、流出口９ｂの流れ方向の位置によって一定であってもよいし、異なっていてもよい。また、縦断面における凹凸は、横断面においても凹凸を形成していてもよい。

図示の例では、流出口９ｂのうち空間９ｓ側の凹凸（又は接合材１０を無視したときの流出口９ｂの全体の凹凸）は、流出口９ｂの流れ方向に連ねられて流出口９ｂを構成している複数の孔８の、径（開口面積）、及び／又は流れ方向に交差する方向の位置が互いに異なることによって構成されていると捉えることができる。さらに詳細には、図示の例では、複数の孔８の開口形状及び開口面積は概ね互いに同一であり、複数の孔８の流れ方向に交差する方向の位置が互いに異なることにより、流出口９ｂの凹凸が構成されている。従って、縦断面において、一方の側面の凸部（又は凹部）と、他方の側面の凹部（又は凸部）とは流れ方向に交差する方向において互いに対向している。複数の孔８の流れ方向の長さは、互いに同一であってもよいし（図示の例）、互いに異なっていてもよい。

図示の例では、複数の孔８は、下方から４つまで順に紙面左側へずれ、最後の１つが紙面右側（それまでとは逆側）へずれている。別の観点では、流出口９ｂは屈曲している。ただし、図示の例とは異なり、全ての孔８が第１板状部１９に沿う方向（紙面左右方向）において同一側へずれて、第１板状部１９の下面から上面まで階段状に凹凸が構成されていてもよい。

流出口９ｂの凹凸は、適宜な方法によって実現されてよい。図示の例では、第１板状部１９を複数の絶縁層２０によって構成し、各絶縁層２０に孔８を形成している。そして、複数の絶縁層２０の少なくとも一部同士において孔８の開口面積及び／又は平面視における位置（図示の例では位置のみ）が異なることによって、流出口９ｂの凹凸が実現されている。複数の絶縁層２０の厚さは、互いに同一であってもよいし、互いに異なっていてもよい。

このような複数の絶縁層２０を含む第１板状部１９は、例えば、複数の絶縁層２０となる複数のセラミックグリーンシートを積層して焼成することによって作製されてよい。なお、図７（ｂ）では、便宜上、複数の絶縁層２０の境界を明示しているが、このような作製方法の場合においては、完成後の第１板状部１９において、複数の絶縁層２０の境界は確認できなくても構わない。また、複数の絶縁層２０は、上記とは異なり、接着剤によって互いに接合されるものであっても構わない。

図７（ｂ）の例では、図７（ａ）を参照して説明した接合材１０も設けられている。そして、接合材１０も凹凸の実現に寄与している。ひいては、符号は付さないが、図７（ｂ）の例においても小径部が構成されている。なお、接合材１０は、図７（ｂ）の例のように、第１板状部１９の本体部分（複数の絶縁層２０）によって凹凸が構成されている場合においては、図７（ａ）とは逆に、その本体部分の凹凸の一部を平坦化することなどにも利用可能である。

以上のとおり、本変形例では、流出口９ｂの側面は、流出口９ｂの流れ方向に沿う縦断面において凹凸を有している。

この場合、例えば、流出口９ｂ内のガスの流れに乱れが生じる。その結果、例えば、ガスの混合、及び／又はヒータ１を収容しているチャンバ内へのガスの拡散が期待される。また、例えば、中空部材９の外部から空間９ｓへ流出口９ｂを介して塵が侵入する蓋然性が低減される。また、例えば、接合材１０を流出口９ｂの側面に位置させる場合においては、接合材１０と流出口９ｂの側面との接着面積が増加するとともに固化後の接合材１０が凹凸に係合するから、接合材１０が中空部材９に対して固定されやすくなる。

なお、以上の第１及び第２実施形態及び変形例において、上面７ａは第１主面の一例である。下面７ｂは第２主面の一例である。

本開示に係るヒータは、以上の実施形態及び変形例に限定されず、種々の態様で実施されてよい。

例えば、第１実施形態及び第２実施形態は、適宜に組み合わされてよい。例えば、第１実施形態におけるパイプが中空部材を貫通する構成において、第２実施形態の突部（凹部）が設けられてもよい。第２実施形態における中空部材が内壁を有する構成において、パイプが中空部材を貫通してヒータプレートに固定されていてもよい。

ヒータは、ヒータとしての機能以外の機能を有していてもよい。例えば、基体内には、抵抗発熱体以外に、ヒータプレートを静電チャックとして機能させるための電極、及び／又はプラズマを発生させるための電極等が設けられていてもよい。このような電極は、例えば、抵抗発熱体に対して第１主面（上面）側に位置してよい。

また、例えば、ヒータは、抵抗発熱体を１層のみ有するものに限定されず、２層以上の抵抗発熱体を有していてもよい。また、１層の抵抗発熱体は、複数に分割されて、又は１本の抵抗発熱体の複数個所に給電点が設けられて、個別に発熱量を制御可能とされていてよい。ヒータは、抵抗発熱体及び端子に加えて、端子と抵抗発熱体とを接続する配線パターンを抵抗発熱体の層とは別個の層に有していてもよい。上記の説明からも理解されるように、抵抗発熱体が埋設された基体は、２層の絶縁層によって構成されるものに限定されず、適宜な枚数の絶縁層によって構成されてよい。

中空部材の空間は、流入口及び流出口を介して外部と通じていなくてもよい。換言すれば、流体を流すための空間でなくてもよい。例えば、当該空間は、真空とされ、又は適宜なガスが封入されていてもよい。この場合、空間は、例えば、断熱層として機能してよい。中空部材の空間を流れる、又は空間内に封入される流体は、液体であってもよい。

流入口は、パイプを介して中空部材の外部と通じるのではなく、直接的に中空部材の外部と通じていてもよい。流出口は、中空部材の上面に開口するのではなく、側面や下面に開口していてもよい。ヒータプレートを貫通する孔が形成され、当該孔に流出口が通じていてもよい。

中空部材は、平面視において、ヒータプレートと同等以下の大きさであってもよい。突部（第２実施形態の突部２２９参照）は、平面視において環状に延びるものでなくてもよい。例えば、ヒータプレートの外縁に沿って配列された複数の突部であってもよい。別の観点では、突部の形成に伴って凹部が形成されることは必須ではない。

なお、本開示からは、以下の概念を抽出可能である。
（概念１）
第１面と、その反対側の第２面と、前記第１面と前記第２面との間に位置する空間とを有している構造体と、
前記構造体内で、かつ前記空間よりも前記第１面側に位置しており、前記第１面に沿って延びている抵抗発熱体と、
を有しており、
前記構造体は、前記空間の前記第１面側の面と前記空間の前記第２面側の面とを接続しており、前記第１面の平面透視において前記空間内に分布している複数の接続部を有している
ヒータ。

上記の概念１に関して、基体１３と中空部材９との組み合わせは、構造体の一例であり、上面７ａは第１面の一例であり、中空部材９の下面は第２面の一例である。概念１の技術においては、中空部材は、ヒータプレートが重ねられる第１板状部を有していなくてもよい。例えば、上面に凹部を有する中空部材と、その上（凹部の外周部）に重ねられるヒータプレートの基体とによって構造体が構成されたり、下面に凹部を有するヒータプレートの基体と、その凹部を塞ぐ板状部材とで構造体が構成されたりしてよい。いずれにせよ、複数の接続部が設けられていることによって、例えば、空間内の任意の位置に熱の経路を形成することができ、温度の均一化が容易化される。

１…ヒータ、７…ヒータプレート、７ａ…上面（第１主面）、７ｂ…下面（第２主面）、９…中空部材、９ｓ…空間、１３…基体、１５…抵抗発熱体、１９…第１板状部、２１…第２板状部、２３…側面部。

Claims (14)

1. 第１主面及びその背面の第２主面を有している絶縁性の基体と、
   前記基体内で前記第１主面及び前記第２主面に沿って延びている抵抗発熱体と、
   中空部材と、
   を有しており、
   前記中空部材は、
   前記第２主面に重なっている第１板状部と、
   前記第１板状部と空間を介して対向している第２板状部と、
   前記空間を前記第１板状部及び前記第２板状部の平面方向外側から囲んでいる側面部と、を有しており、
   前記中空部材は、前記空間の内部と前記空間の外部とを通じさせている、流入口と流出口とを有しており、
   前記流出口は、前記第１主面の平面透視において前記基体よりも外側に位置している
   ヒータ。
2. 前記中空部材は、前記第１板状部と前記第２板状部との間に位置してこれらに接続されており、前記第１主面の平面透視において前記空間内に分布している複数の接続部を有している
   請求項１に記載のヒータ。
3. 前記空間は、前記第１主面の平面透視において、前記基体に重なる領域から前記基体の外側まで広がっている
   請求項１又は２に記載のヒータ。
4. 前記中空部材は、前記第１主面の平面視において前記基体よりも外側となる位置に、前記第１板状部から前記第１主面が面する方向へ突出する突部を有しており、
   前記流出口は、前記突部の頂面にて外部へ開口している
   請求項１～３のいずれか１項に記載のヒータ。
5. 前記流出口は、
   前記空間に開口している大径部と、
   前記大径部よりも前記空間の外部側に位置しており、前記大径部の開口面積よりも開口面積が小さい小径部と、を有している
   請求項１～４のいずれか１項に記載のヒータ。
6. 前記流出口の流れ方向に沿う縦断面において、前記流出口の側面は凹凸を有している
   請求項１～５のいずれか１項に記載のヒータ。
7. 前記中空部材は、前記基体の少なくとも前記第２主面側の部分が収容される凹部を有している
   請求項１～６のいずれか１項に記載のヒータ。
8. 前記中空部材は、前記第１板状部と前記第２板状部との間に位置し、前記中空部材の内部を、前記平面方向の内側の内側空間と、前記平面方向の外側の外側空間とに仕切っている内壁を更に有している
   請求項１～７のいずれか１項に記載のヒータ。
9. 前記基体は、セラミックからなる一体形成部材であり、
   前記基体と前記第１板状部とは接着剤又は固相接合によって固定されている
   請求項１～８のいずれか１項に記載のヒータ。
10. 前記基体と前記中空部材とは着脱可能に固定されている
    請求項１～８のいずれか１項に記載のヒータ。
11. 前記中空部材を前記第２主面に直交する方向に貫通して前記第２主面に接合されているパイプを更に有している
    請求項１０に記載のヒータ。
12. 一端が前記第２板状部に接合されているパイプを更に有している
    請求項１～１０のいずれか１項に記載のヒータ。
13. 請求項１～１２のいずれか１項に記載のヒータと、
    前記抵抗発熱体に電力を供給する電力供給部と、
    を有しているヒータシステム。
14. 第１主面及びその背面の第２主面を有している絶縁性の基体と、
    前記基体内で前記第１主面及び前記第２主面に沿って延びている抵抗発熱体と、
    中空部材と、
    パイプと、
    を有しており、
    前記中空部材は、
    前記第２主面に重なっている第１板状部と、
    前記第１板状部と空間を介して対向している第２板状部と、
    前記空間を前記第１板状部及び前記第２板状部の平面方向外側から囲んでいる側面部と、を有しており、
    前記基体と前記中空部材とは着脱可能に固定されており、
    前記パイプは、前記中空部材を前記第２主面に直交する方向に貫通して前記第２主面に接合されている
    ヒータ。

Images