JP2010016304A - 耐腐食性積層セラミックス部材 - Google Patents

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Abstract

【課題】 腐食性ガスに曝された場合においても耐腐食性に優れた長寿命の耐腐食性積層セラミックス部材を提供する。
【解決手段】 少なくとも、セラミックス基板と、該セラミックス基板上に形成された電極層と、該電極層に電気を供給するための給電部材と、腐食を防ぐための保護層とを備えたセラミックス部材であって、前記セラミックス基板の片面又は両面に前記電極層が形成され、前記電極層には前記給電部材が接続され、前記セラミックス基板の前記電極層が形成された面上に前記電極層を覆うように前記保護層が0.02mm以上10mm以下の厚さで形成されており、該保護層は、酸化珪素、希土類酸化物、窒化アルミニウム、酸化アルミニウムのいずれかを主成分とするものであることを特徴とする耐腐食性積層セラミックス部材。
【選択図】 図1

Description

本発明は、半導体デバイスの製造工程、検査工程における半導体ウエハの加熱プロセス等に好適に使用されるセラミックスヒーター、静電チャック、高周波電極などのセラミックス部材に関する。
半導体用のデバイスを作製する際には、半導体ウエハ上にポリシリコン膜や酸化膜、導体膜、誘電体膜等をCVD装置やスパッタ装置で形成したり、逆にエッチング装置により、これらの薄膜をエッチングしたりする技術はよく知られている。そして、これらの装置において、上記の薄膜の形成やエッチング等の各工程において、半導体ウエハを加熱するために、例えば、静電チャック、ヒーター、高周波電極等の電極を備えたセラミックス部材が搭載されている。
セラミックスヒーターについては第一のセラミックス基板を窒化アルミニウム基板とし、この基板に形成される導体層およびこの導体層を被覆する第二の窒化アルミニウム基板とを同時焼成により一体化してなるものが提案されている(特許文献1)しかし、このような構成のセラミックスヒーターは、熱伝導率が高く、均一な温度分布でヒーター表面が加熱されるとされているが、このものは高温で使用したり、急熱、急冷すると破損するので寿命が短いという問題点がある。
特開平3−236186号
そこで、急熱、急冷などの耐熱衝撃性を持つセラミックスヒーターとして、窒化アルミニウムからなるセラミックス基板とこの基板上に形成された導電層およびこの導電層に積層、被覆されたアルミナからなる溶射被膜とからなるものが考案されている(特開平6−157172号公報)。
しかしながら、半導体製造用装置では、デポジション用ガス、エッチング用ガス、クリーニング用ガスとして塩素系ガス、弗素系ガス等の腐食性ガスが使用されている。本発明者らは、上記のような材質で電極の表面を被覆した従来の複層セラミックスヒーター、静電チャックを使用すると、これらのガスの曝露によって、被覆部材は短時間で腐蝕され、電極に達してしまい電極も腐蝕され本来の機能を失ってしまうことを見出した。
本発明は以上のような問題を解決するためになされたものであり、上記のように腐食性ガスに曝された場合においても耐腐食性に優れた長寿命の耐腐食性積層セラミックス部材を提供することを目的とする。
上記目的を達成するための本発明は、少なくとも、セラミックス基板と、該セラミックス基板上に形成された電極層と、該電極層に電気を供給するための給電部材と、腐食を防ぐための保護層とを備えたセラミックス部材であって、前記セラミックス基板の片面又は両面に前記電極層が形成され、前記電極層には前記給電部材が接続され、前記セラミックス基板の前記電極層が形成された面上に前記電極層を覆うように前記保護層が0.02mm以上10mm以下の厚さで形成されており、該保護層は、酸化珪素、希土類酸化物、窒化アルミニウム、酸化アルミニウムのいずれかを主成分とするものであることを特徴とする耐腐食性積層セラミックス部材である(請求項1)。
このように、セラミックス基板と、該セラミックス基板上に形成された電極層と、該電極層に電気を供給するための給電部材と、腐食を防ぐための保護層とを備えたセラミックス部材であって、前記セラミックス基板の片面又は両面に前記電極層が形成され、前記電極層には前記給電部材が接続され、前記セラミックス基板の前記電極層が形成された面上に前記電極層を覆うように形成される前記保護層が、酸化珪素、希土類酸化物、窒化アルミニウム、酸化アルミニウムのいずれかを主成分とするものであり、且つ、0.02mm以上10mm以下の厚さで形成されたものであれば、耐腐食性を大幅に向上させることができ、電極層が消耗することを防ぐことができるとともに、熱応力による保護層のセラミック基板からの剥離を防止することができる。
また、この場合、前記セラミックス基板の前記電極層が形成された面上に形成される前記保護層が、前記セラミックス基板と前記電極層及び該電極層と前記給電部材との接続部分の全体を覆い囲むように形成されたものであるのが好ましい(請求項2)。
このように、前記保護層が、前記セラミックス基板と前記電極層及び該電極層と前記給電部材との接続部分の全体を覆い囲むように形成された耐腐食性積層セラミックス部材であれば特に接合部分から腐食性ガスが侵行するのを防ぐことができ、耐腐食性を大幅に向上させることができる。
また、前記耐腐食性積層セラミックス部材が、1000℃以上の温度で熱処理されたものであるのが好ましい(請求項3)。
このように、上記の耐腐食性積層セラミックス部材を1000℃以上の温度で熱処理を行うことにより、保護層と電極層の密着性が向上し、さらには保護層が緻密化されて、さらなる長寿命化を実現することができる。
また、前記セラミックス基板は、窒化アルミニウム、希土類酸化物、酸化アルミニウム、酸化珪素、ジルコニア、サイアロンのいずれかを主成分とする材質からなるものであるのが好ましい(請求項4)。
このように、セラミックス基板の材質が窒化アルミニウム、希土類酸化物、酸化アルミニウム、酸化珪素、ジルコニア、サイアロンのいずれかを主成分とするものであることにより、さらに耐腐食性に優れた耐腐食性積層セラミックス部材となる。
また、前記保護層はスクリーン印刷法、化学気相蒸着法、プラズマ溶射法のいずれかの手法で形成され、前記電極層はスクリーン印刷法、化学気相蒸着法、溶射法のいずれかの手法で形成されたものであるのが好ましい(請求項5)。
このように、保護層がスクリーン印刷法、化学気相蒸着法、プラズマ溶射法のいずれかの手法で形成され、電極層がスクリーン印刷法、化学気相蒸着法、溶射法のいずれかの手法で形成されることにより、均一性に優れた保護層及び電極層となる。また、このような均一性に優れた保護層及び電極層を簡便に形成することができるため、歩留りの高い耐腐食性積層セラミックス部材となる。
本発明によれば、セラミックス基板に電極層を形成させ、さらにその上に腐食を防ぐための保護層を設け、該保護層が酸化ケイ素、希土類酸化物、窒化アルミニウム酸化アルミニウのいずれかを主成分とするものであり、且つ、このような材質の保護層を厚さ0.02mm以上10mm以下に形成することにより腐食性ガス耐性を飛躍的に向上させ、また、熱応力による保護層のセラミック基板からの剥離を防止して、長寿命の耐腐食性積層セラミックス部材とすることができ、例えばセラミックスヒーターなどの半導体デバイスの製造工程、検査工程における半導体ウエハの加熱装置として好適に用いることができる耐腐食性積層セラミックス部材を提供することができる。
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
ここで、図1は本発明に係る耐腐食性積層セラミックス部材の一例の断面図である。
図1に示されるように、本発明に係る耐腐食性積層セラミックス部材1では、セラミックス基板2の一方の面に電極層3が形成されており、前記電極層3には給電部材4が接続され、前記セラミックス基板2の前記電極層3が形成された面上に前記電極層3を覆うように酸化珪素、希土類酸化物、窒化アルミニウム、酸化アルミニウムのいずれかを主成分とする保護層5が0.02mm以上10mm以下の厚さで形成されている。
上記の耐腐食性積層セラミックス部材1において、図1に示されるように、例えば前記電極層3としてヒーター電極が形成された場合、セラミックス基板2の前記電極層3が形成された面上に電極層3を覆うように形成された保護層5を有し、電極層3が形成されていない方のセラミックス基板2上にウエハ6を設置し、前記電極層3に接続された前記給電部材4から通電すれば、前記セラミックス基板2上に載置されたウエハ6を通電加熱することができる。
また、図2は、本発明に係る耐腐食性積層セラミックス部材のもう一つの例の断面図を示した図である。図2に示されるように、本発明に係る耐腐食性積層セラミックス部材11では、セラミックス基板12の両面に電極層13a又は13bが形成されており、前記電極層13aには給電部材14aが接続され、前記電極層13bには給電部材14bが接続され、前記セラミックス基板12の前記電極層13a、13bが形成された面上に前記電極層13a、13bをそれぞれ覆うように酸化珪素、希土類酸化物、窒化アルミニウム、酸化アルミニウムのいずれかを主成分とする保護層15が0.02mm以上10mm以下の厚さで形成されている。
尚、上記の耐腐食性積層セラミックス部材11において、図2に示されるように、例えば前記電極層13aとしてヒーター電極が形成され、前記電極層13bとして静電チャック電極が形成された場合、セラミックス基板12の電極層13a、13bが形成された面上に電極層13a、13bをそれぞれ覆うように形成された保護層15を形成し、静電チャック電極13bが形成された側の保護層の上にウエハ16を載置し、前記電極層13a、13bに接続された前記給電部材14a、14bからそれぞれ通電すれば、前記保護層15の上に載置されたウエハ16をチャックして通電加熱することができる。
このように、本発明における耐腐食性積層セラミックス部材は、少なくとも、セラミックス基板と、該セラミックス基板上に形成された電極層と、該電極層に電気を供給するための給電部材と、腐食を防ぐための保護層とを備えたセラミックス部材であって、前記セラミックス基板の片面又は両面に前記電極層が形成され、前記電極層には前記給電部材が接続され、前記セラミックス基板の前記電極層が形成された面上に前記電極層を覆うように前記保護層が0.02mm以上10mm以下の厚さで形成されており、該保護層は、酸化珪素、希土類酸化物、窒化アルミニウム、酸化アルミニウムのいずれかを主成分とするものであることを特徴とする耐腐食性積層セラミックス部材である。
上記のように、本発明における耐腐食性積層セラミック部材における保護層は、酸化珪素、希土類酸化物、窒化アルミニウム、酸化アルミニウムのいずれかを主成分とし、0.02mm以上10mm以下の厚さで形成されなければならない。このような保護層によってセラミックス基板上に形成された電極層が覆われることにより、腐食性ガスに曝された場合にも電極層の腐食を効果的に防ぐことができ、また、熱応力による保護層のセラミック基板からの剥離を防止することができ、より長寿命の耐腐食性積層セラミック部材となる。
このように、上記のような構成の耐腐食性積層セラミックス部材であれば、例えば半導体デバイスの製造工程、検査工程における半導体ウエハの加熱プロセスに好適に使用されるセラミックスヒーター、静電チャック、高周波電極などに使用した場合に、デポジション用ガス、エッチング用ガス、クリーニング用ガスとして塩素系ガス、弗素系ガス等の腐食性ガスに曝されても、耐腐食性に優れ、電極層が消耗しにくく、長寿命なものとすることができる。
また、本発明に係る耐腐食性積層セラミックス部材において、セラミックス基板の前記電極層が形成された面上に形成される前記保護層が、前記セラミックス基板と前記電極層及び該電極層と前記給電部材との接続部分の全体を覆い囲むように形成されたものであるのが好ましい。図3、4はこのような保護層を形成した本発明に係る耐腐食性積層セラミックス部材の例を示す断面図である。
図3において、本発明に係る耐腐食性積層セラミックス部材21では、セラミックス基板22の一方の面に電極層23が形成されており、前記電極層23には給電部材24が接続され、前記セラミックス基板22と前記電極層23及び該電極層23と前記給電部材24との接続部分の全体を覆い囲むように酸化珪素、希土類酸化物、窒化アルミニウム、酸化アルミニウムのいずれかを主成分とする保護層25が0.02mm以上10mm以下の厚さで形成されている。
尚、上記の耐腐食性積層セラミックス部材21において、図3に示されるように、例えば前記電極層23としてヒーター電極が形成された場合、セラミックス基板22と電極層23と給電部材24との接続部分の全体を覆い囲むように形成された保護層25の電極層が形成されていない方側の上にウエハ26を載置し、前記電極層23に接続された前記給電部材24から通電すれば、前記保護層25上に載置されたウエハ26を通電加熱することができる。
また、図4において、本発明に係る耐腐食性積層セラミックス部材31では、セラミックス基板32の両面に電極層33a又は33bが形成されており、前記電極層33aには給電部材34aが接続され、前記電極層33bには給電部材34bが接続され、前記セラミックス基板32と前記電極層33a、33b及び該電極層33a、33bと前記給電部材34a、34bとの接続部分の全体を覆い囲むように酸化珪素、希土類酸化物、窒化アルミニウム、酸化アルミニウムのいずれかを主成分とする保護層35が0.02mm以上10mm以下の厚さで形成されている。
尚、上記の耐腐食性積層セラミックス部材31において、図4に示されるように、例えば前記電極層33aとしてヒーター電極が形成され、前記電極層33bとして静電チャック電極が形成された場合、セラミックス基板32と電極層33a、33b及び該電極層33a、33bと給電部材34a、34bとの接続部分の全体を覆い囲むように形成された保護層35の上にウエハ36を載置し、前記電極層33a、33bに接続された前記給電部材34a、34bからそれぞれ通電し、前記保護層35上に載置されたウエハ36をチャックして通電加熱することができる。
上記のような構成の耐腐食性積層セラミックス部材であれば、酸化珪素、希土類酸化物、窒化アルミニウム、酸化アルミニウムのいずれかを主成分とする保護層がセラミックス基板と電極層及び該電極層と給電部材との接続部分の全体を覆い囲むように0.02mm以上10mm以下で形成されているので、上述したような腐食性ガスに曝された場合に、特に腐食されやすい接合部からの腐食性ガスの進行を防ぐことができ、さらに長寿命な耐腐食性積層セラミックス部材とすることができる。
また、本発明に係る耐腐食性積層セラミックス部材は、1000℃以上の温度で熱処理されたものであるのが好ましい。1000℃以上の温度で熱処理を行うことにより、保護層と電極層の密着性が向上し、さらには保護層が緻密化されて、さらに長寿命化することができる。
また、前記セラミックス基板は、窒化アルミニウム、希土類酸化物、酸化アルミニウム、酸化珪素、ジルコニア、サイアロンのいずれかを主成分とする材質からなるものであるのが好ましい。セラミックス基板がこのような材質であれば、さらに耐腐食性に優れた耐腐食性積層セラミックス部材となる。
また、前記保護層はスクリーン印刷法、化学気相蒸着法、プラズマ溶射法のいずれかの手法で形成され、前記電極層はスクリーン印刷法、化学気相蒸着法、溶射法のいずれかの手法で形成されたものであるのが好ましい。このような手法でそれぞれ形成された保護層及び電極層は、均一性に優れたものとなる。また、このような手法によって均一性に優れた保護層、電極層を簡便に形成することができるため、歩留りの高い低コストの耐腐食性積層セラミックス部材となる。
以下、本発明に係る熱処理試験、並びに実施例及び比較例を挙げて具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
(実施例1)
外径300mm厚さ10mmの窒化アルミニウムからなるセラミックス基板の一方の面上にヒーター電極としてタングステンペーストをスクリーン印刷法にて塗布し、窒素雰囲気中、1700℃の高温下にてタングステン電極の焼付けを行いセラミックス基板上に電極層を形成し、該電極層にタングステン製の給電部材を接続した。そして、その電極層を覆うように溶射法により酸化イットリウムからなる保護層を0.02mm以上10mm以下の範囲で積層させて数種の耐腐食性積層セラミックス部材を作製した。このセラミックス基材上にSiウエハを載せ、給電部材から通電し、ウエハ温度で800℃になるよう通電加熱させ、腐食性ガスのCFプラズマガス中に暴露させて耐久試験を行った。
(比較例1)
溶射法により形成される酸化イットリウムからなる保護層を0.01mm以上0.02mm未満の範囲とする以外は実施例1と同様な構成の耐腐食性積層セラミックス部材を数種作製し、実施例1と同様にセラミックス基材上にSiウエハを載せ、給電部材から通電し、ウエハ温度で800℃になるよう通電加熱させ、腐食性ガスのCFプラズマガス中に暴露させて耐久試験を行った。
その結果、保護層の厚さが0.02mm以上10mm以下のもの(実施例1)は1000時間連続通電しても、安定して通電加熱することが可能であった。しかし0.02mm未満のもの(比較例1)は1000時間未満で保護層表面が腐食して電極層まで達してしまい通電加熱できなくなってしまった。
(実施例2)
外径300mm厚さ10mmの窒化アルミニウムのセラミックス基板の一方の面上にヒーター電極としてタングステンペーストをスクリーン印刷法にて塗布し、窒素雰囲気中、1700℃の高温下にてタングステン電極の焼付けを行いセラミックス基板上に電極層を形成した。そして、セラミックス基板及び電極層及び電極層に接続されるタングステン製の給電部材と電極層の接続部分の全体を覆うように溶射法により酸化イットリウムからなる保護層を0.02mm以上10mm以下の範囲で積層させて数種の耐腐食性積層セラミックス部材を作製した。このセラミックス基材上にSiウエハを載せ、給電部材から通電し、ウエハ温度で800℃になるよう通電加熱させ、腐食性ガスのCFプラズマガス中に暴露させて耐久試験を行った。
(比較例2)
溶射法により形成される酸化イットリウムからなる保護層を0.01mm以上0.02mm未満の範囲とする以外は実施例2と同様な構成の耐腐食性積層セラミックス部材を数種作製し、実施例2と同様にセラミックス基材上にSiウエハを載せ、給電部材から通電し、ウエハ温度で800℃になるよう通電加熱させ、腐食性ガスのCFプラズマガス中に暴露させて耐久試験を行った。
その結果、保護層の厚さが0.02mm以上10mm以下のもの(実施例2)は2000時間連続通電しても、安定して通電加熱することが可能であった。しかし0.02mm未満のもの(比較例2)は1000時間未満で保護層表面が腐食して電極層まで達してしまい通電加熱できなくなってしまった。
(実施例3)
外径300mm厚さ10mmの窒化アルミニウムのセラミックス基板の一方の面上にヒーター電極としてタングステンペーストをスクリーン印刷法にて塗布し、窒素雰囲気中、1700℃の高温下にてタングステン電極の焼付けを行いセラミックス基板上に電極層を形成し、該電極層にタングステン製の給電部材を接続した。そして、その電極層を覆うように溶射法により酸化イットリウムからなる保護層を0.02mm以上10mm以下の範囲で積層させて数種の耐腐食性積層セラミックス部材を作製した。その後、この耐腐食性積層セラミックス部材を1000℃窒素雰囲気中で10時間熱処理を行った。このセラミックス基材上にSiウエハを載せ、給電部材から通電し、ウエハ温度で800℃になるよう通電加熱させ、腐食性ガスのCFプラズマガス中に暴露させて耐久試験を行った。
(比較例3)
溶射法により形成される酸化イットリウムからなる保護層を0.01mm以上0.02mm未満の範囲とする以外は実施例3と同様な構成の耐腐食性積層セラミックス部材を数種作製し、実施例3と同様にセラミックス基材上にSiウエハを載せ、給電部材から通電し、ウエハ温度で800℃になるよう通電加熱させ、腐食性ガスのCFプラズマガス中に暴露させて耐久試験を行った。
その結果、保護層の厚さが0.02mm以上10mm以下のもの(実施例3)は2000時間連続通電しても、安定して通電加熱することが可能であった。しかし0.02mm未満のもの(比較例3)は1000時間未満で保護層表面が腐食して電極層まで達してしまい通電加熱できなくなってしまった。
尚、上記実施例、比較例において、保護層の材質が酸化珪素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、他の希土類酸化物のいずれかでも同様の結果であり、セラミックス基板の材質が希土類酸化物、酸化アルミニウム、酸化珪素、ジルコニア、サイアロンのいずれかを主成分とするものの組み合わせであっても同様の結果であった。
以上のように、本発明における耐腐食性積層セラミックス部材において、セラミックス基板上の電極層等を覆うように酸化ケイ素、希土類酸化物、窒化アルミニウム、酸化アルミニウムのいずれかを主成分とする保護層が厚さ0.02mm以上10mm以下で形成されたものであることにより、腐食性ガス耐性を飛躍的に向上させることができ、また、保護層のセラミック基板からの剥離を防止することができ、長寿命な耐腐食性積層セラミックス部材となることが明らかとなった。
本発明に係る耐腐食性積層セラミックス部材の一例を示した図である。 本発明に係る耐腐食性積層セラミックス部材の他の一例を示した図である。 本発明に係る耐腐食性積層セラミックス部材の他の一例を示した図である。 本発明に係る耐腐食性積層セラミックス部材の他の一例を示した図である。
符号の説明
1、11、21、31…耐腐食性積層セラミックス部材、
2、12、22、32…セラミックス基板、
3、13a、13b、23、33a、33b…電極層、
4、14a、14b、24、34a、34b…給電部材、
5、15、25、35…保護層、
6、16、26、36…ウエハ。

Claims (5)

  1. 少なくとも、セラミックス基板と、該セラミックス基板上に形成された電極層と、該電極層に電気を供給するための給電部材と、腐食を防ぐための保護層とを備えたセラミックス部材であって、前記セラミックス基板の片面又は両面に前記電極層が形成され、前記電極層には前記給電部材が接続され、前記セラミックス基板の前記電極層が形成された面上に前記電極層を覆うように前記保護層が0.02mm以上10mm以下の厚さで形成されており、該保護層は、酸化珪素、希土類酸化物、窒化アルミニウム、酸化アルミニウムのいずれかを主成分とするものであることを特徴とする耐腐食性積層セラミックス部材。
  2. 前記セラミックス基板の前記電極層が形成された面上に形成される前記保護層が、前記セラミックス基板と前記電極層及び該電極層と前記給電部材との接続部分の全体を覆い囲むように形成されたものであることを特徴とする請求項1に記載の耐腐食性積層セラミック部材。
  3. 前記耐腐食性積層セラミックス部材が、1000℃以上の温度で熱処理されたものであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の耐腐食性積層セラミックス部材。
  4. 前記セラミックス基板は、窒化アルミニウム、希土類酸化物、酸化アルミニウム、酸化珪素、ジルコニア、サイアロンのいずれかを主成分とする材質からなるものであることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の耐腐食性積層セラミックス部材。
  5. 前記保護層はスクリーン印刷法、化学気相蒸着法、プラズマ溶射法のいずれかの手法で形成され、前記電極層はスクリーン印刷法、化学気相蒸着法、溶射法のいずれかの手法で形成されたものであることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の耐腐食性積層セラミックス部材。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109479345A (zh) * 2016-07-27 2019-03-15 贺利氏特种光源有限公司 红外面板辐射器及制造红外面板辐射器的方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8619406B2 (en) 2010-05-28 2013-12-31 Fm Industries, Inc. Substrate supports for semiconductor applications
KR102369706B1 (ko) * 2014-02-07 2022-03-04 엔테그리스, 아이엔씨. 정전 척 및 이의 제조 방법
DE102016111234B4 (de) * 2016-06-20 2018-01-25 Heraeus Noblelight Gmbh Vorrichtung für die thermische Behandlung eines Substrats sowie Trägerhorde und Substrat-Trägerelement dafür
CN114520139A (zh) * 2020-11-20 2022-05-20 中微半导体设备(上海)股份有限公司 半导体零部件、其形成方法和等离子体处理装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004023024A (ja) * 2002-06-20 2004-01-22 Shin Etsu Chem Co Ltd 静電吸着機能を有する加熱装置
JP2006045059A (ja) * 2005-09-05 2006-02-16 Ngk Insulators Ltd 窒化アルミニウム質焼結体、耐蝕性部材、金属埋設品および半導体保持装置
JP2007214540A (ja) * 2006-02-09 2007-08-23 General Electric Co <Ge> 耐腐食性ヒータとそのアセンブリ

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11260534A (ja) * 1998-01-09 1999-09-24 Ngk Insulators Ltd 加熱装置およびその製造方法
US6072685A (en) * 1998-05-22 2000-06-06 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck having an electrical connector with housing
JP2001253777A (ja) * 2000-03-13 2001-09-18 Ibiden Co Ltd セラミック基板

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004023024A (ja) * 2002-06-20 2004-01-22 Shin Etsu Chem Co Ltd 静電吸着機能を有する加熱装置
JP2006045059A (ja) * 2005-09-05 2006-02-16 Ngk Insulators Ltd 窒化アルミニウム質焼結体、耐蝕性部材、金属埋設品および半導体保持装置
JP2007214540A (ja) * 2006-02-09 2007-08-23 General Electric Co <Ge> 耐腐食性ヒータとそのアセンブリ

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109479345A (zh) * 2016-07-27 2019-03-15 贺利氏特种光源有限公司 红外面板辐射器及制造红外面板辐射器的方法

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