JP2019175549A

JP2019175549A - 加熱装置

Info

Publication number: JP2019175549A
Application number: JP2018058825A
Authority: JP
Inventors: 駒津　貴久; Takahisa Komatsu; 貴久駒津; 和孝田中; Kazutaka Tanaka; 大輔冨永; Daisuke Tominaga
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2018-03-26
Filing date: 2018-03-26
Publication date: 2019-10-10
Anticipated expiration: 2038-03-26
Also published as: JP7098376B2

Abstract

【課題】電極端子と受電電極との接合部が損傷することを抑制する加熱装置を提供する。【解決手段】加熱装置１００は、第１の方向に略直交する略平面状の第１の表面と、第１の表面とは反対側の第２の表面とを有する保持体１０と、管状の支持体２０と、保持体の内部に配置された抵抗発熱体と、抵抗発熱体に電気的に接続された受電電極５４と、金属ろう材を介して受電電極に接合された電極端子７０とを備える。加熱装置は、さらに、支持体に対する第１の方向への相対移動が規制されるように支持体に支持されたキャップ部材を備える。キャップ部材には、第１の方向に延びる第２の貫通孔が形成されている。電極端子は、電極端子の一部分がキャップ部材の第２の貫通孔内に収容された状態で、キャップ部材に対する第１の方向への移動が規制されるようにキャップ部材に固定されている。【選択図】図７

Description

本明細書に開示される技術は、加熱装置に関する。

対象物（例えば、半導体ウェハ）を保持しつつ所定の処理温度（例えば、４００〜６５０℃程度）に加熱する加熱装置（「サセプタ」とも呼ばれる）が知られている（例えば、特許文献１参照）。加熱装置は、例えば、成膜装置（ＣＶＤ成膜装置やスパッタリング成膜装置等）やエッチング装置（プラズマエッチング装置等）といった半導体製造装置の一部として使用される。

一般に、加熱装置は、保持体と支持体とを備える。保持体は、所定の方向（以下、「第１の方向」という）に略直交する表面（以下、「保持面」という）と、保持面とは反対側の表面（以下、「裏面」という）とを有する板状の部材である。また、支持体は、保持体の裏面に接合され、上記第１の方向に延びる貫通孔が形成された管状の部材である。保持体の内部には、抵抗発熱体が配置されており、保持体の裏面には、抵抗発熱体に電気的に接続された受電電極（電極パッド）が配置されている。また、支持体に形成された貫通孔内には、電極端子が収容されており、該電極端子は、金属ろう材を介して、保持体の裏面に配置された受電電極に接合されている。電極端子および受電電極を介して抵抗発熱体に電圧が印加されると、抵抗発熱体が発熱し、保持体の保持面上に保持された対象物（例えば、半導体ウェハ）が例えば４００〜６５０℃程度に加熱される。

特表２０１１−５２５７１９号公報

従来の加熱装置の構成では、電極端子は受電電極と接合されているため、電極端子に対して上記第１の方向の荷重が作用すると、電極端子と受電電極との接合部に上記第１の方向の応力（引張応力または圧縮応力）が集中し、この応力集中を原因として該接合部が損傷するおそれがある、という課題がある。

本明細書では、上述した課題を解決することが可能な技術を開示する。

本明細書に開示される技術は、例えば、以下の形態として実現することが可能である。

（１）本明細書に開示される加熱装置は、絶縁体により構成され、第１の方向に略直交する略平面状の第１の表面と、前記第１の表面とは反対側の第２の表面と、を有する板状の保持体と、絶縁体により構成され、前記保持体の前記第２の表面に接合され、前記第１の方向に延びる第１の貫通孔が形成された管状の支持体と、前記保持体の内部に配置された抵抗発熱体と、前記第１の方向視で、前記保持体の前記第２の表面における前記支持体の前記第１の貫通孔に重なる位置に配置され、前記抵抗発熱体に電気的に接続された受電電極と、少なくとも一部分が前記支持体の前記第１の貫通孔内に配置され、金属ろう材を介して前記受電電極に接合された電極端子と、を備え、前記保持体の前記第１の表面上に保持された対象物を加熱する加熱装置において、さらに、前記支持体に対する前記第１の方向への相対移動が規制されるように前記支持体に支持されたキャップ部材であって、前記第１の方向に延びる第２の貫通孔が形成されたキャップ部材を備え、前記電極端子は、前記電極端子の一部分が前記キャップ部材の前記第２の貫通孔内に収容された状態で、前記キャップ部材に対する前記第１の方向への移動が規制されるように前記キャップ部材に固定されている。本加熱装置は、支持体に対する第１の方向への相対移動が規制されるように支持体に支持されたキャップ部材を備える。支持体は保持体と接合されているため、キャップ部材は、保持体に対する第１の方向への相対移動が規制されていると言える。また、キャップ部材には、第１の方向に延びる第２の貫通孔が形成されており、電極端子は、その一部分がキャップ部材の第２の貫通孔内に収容された状態で、キャップ部材に対する第１の方向への移動が規制されるようにキャップ部材に固定されている。そのため、本加熱装置では、キャップ部材の存在により、保持体に対する電極端子の第１の方向への相対移動が規制される。換言すれば、保持体の第２の表面に形成された受電電極に対する電極端子の第１の方向への相対移動が規制される。従って、本加熱装置によれば、電極端子に対して第１の方向の荷重が作用しても、キャップ部材の存在によって受電電極に対する電極端子の第１の方向への相対移動が規制されるために、電極端子と受電電極との接合部に第１の方向の応力（引張応力または圧縮応力）が集中することを抑制することができ、電極端子と受電電極との接合部が破損することを抑制することができる。

（２）上記加熱装置において、前記電極端子は、ネジ止めにより、前記キャップ部材に対する前記第１の方向への移動が規制されるように前記キャップ部材に固定されている、ことを特徴とする構成としてもよい。本加熱装置によれば、容易にかつ強固に、電極端子をキャップ部材に固定することができる。

なお、本明細書に開示される技術は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、加熱装置、半導体製造装置、それらの製造方法等の形態で実現することが可能である。

実施形態における加熱装置１００の外観構成を概略的に示す斜視図である。実施形態における加熱装置１００の断面構成を概略的に示す説明図である。実施形態における加熱装置１００の断面構成を概略的に示す説明図である。実施形態における加熱装置１００の断面構成を概略的に示す説明図である。実施形態における加熱装置１００の断面構成を概略的に示す説明図である。実施形態における加熱装置１００の断面構成を概略的に示す説明図である。図２のＸ１部における加熱装置１００の断面構成を拡大して示す説明図である。図２のＸ２部における加熱装置１００の断面構成を拡大して示す説明図である。

Ａ．実施形態：
Ａ−１．加熱装置１００の構成：
図１は、実施形態における加熱装置１００の外観構成を概略的に示す斜視図であり、図２から図６は、実施形態における加熱装置１００の断面構成を概略的に示す説明図である。図２には、図３から図６のＩＩ−ＩＩの位置における加熱装置１００のＸＺ断面構成が示されており、図３には、図２のＩＩＩ−ＩＩＩの位置における加熱装置１００のＸＹ断面構成が示されており、図４には、図２のＩＶ−ＩＶの位置における加熱装置１００のＸＹ断面構成が示されており、図５には、図２のＶ−Ｖの位置における加熱装置１００のＸＹ断面構成が示されており、図６には、図２のＶＩ−ＶＩの位置における加熱装置１００のＸＹ断面構成が示されている。また、図７は、図２のＸ１部における加熱装置１００の断面構成を拡大して示す説明図であり、図８は、図２のＸ２部における加熱装置１００の断面構成を拡大して示す説明図である。各図には、方向を特定するための互いに直交するＸＹＺ軸が示されている。本明細書では、便宜的に、Ｚ軸正方向を上方向といい、Ｚ軸負方向を下方向というものとするが、加熱装置１００は実際にはそのような向きとは異なる向きで設置されてもよい。図９以降についても同様である。また、本明細書では、Ｚ軸方向に直交する方向を、面方向ともいう。

加熱装置１００は、対象物（例えば、半導体ウェハＷ）を保持しつつ所定の処理温度（例えば、４００〜６５０℃程度）に加熱する装置であり、サセプタとも呼ばれる。加熱装置１００は、例えば、成膜装置（ＣＶＤ成膜装置やスパッタリング成膜装置等）やエッチング装置（プラズマエッチング装置等）といった半導体製造装置の一部として使用される。図１および図２に示すように、加熱装置１００は、保持体１０と支持体２０とを備える。

保持体１０は、Ｚ軸方向（上下方向）に略直交する表面（以下、「保持面」という）Ｓ１と、保持面Ｓ１とは反対側の表面（以下、「裏面Ｓ２」という）とを有する略円板状の部材であり、例えばＡｌＮ（窒化アルミニウム）やＡｌ_２Ｏ_３（アルミナ）を主成分とするセラミックス等の絶縁体により構成されている。なお、本明細書では、主成分とは、含有割合（重量割合）の最も多い成分を意味する。保持体１０の直径は、例えば１００ｍｍ以上、５００ｍｍ以下程度であり、保持体１０の厚さ（Ｚ軸方向における寸法）は、例えば３ｍｍ以上、２０ｍｍ以下程度である。Ｚ軸方向（上下方向）は、特許請求の範囲における第１の方向に相当し、保持体１０の保持面Ｓ１は、特許請求の範囲における第１の表面に相当し、保持体１０の裏面Ｓ２は、特許請求の範囲における第２の表面に相当する。

支持体２０は、Ｚ略方向に延びる略円管状の部材であり、保持体１０と同様に、例えばＡｌＮやＡｌ_２Ｏ_３を主成分とするセラミックス等の絶縁体により構成されている。図２に示すように、支持体２０には、支持体２０の上面Ｓ３から下面Ｓ４までＺ軸方向に延びる貫通孔２２が形成さている。貫通孔２２のＺ軸方向に直交する断面（ＸＹ断面）の形状は、略円形である（図４等参照）。支持体２０に形成された貫通孔２２は、Ｚ軸方向の略全体にわたって略一定の内径を有するが、図８に示すように、下端部において内径が拡大された拡径部２３を構成している。支持体２０の外径は、例えば３０ｍｍ以上、９０ｍｍ以下程度であり、支持体２０の高さ（Ｚ軸方向における寸法）は、例えば１００ｍｍ以上、３００ｍｍ以下程度である。支持体２０に形成された貫通孔２２は、特許請求の範囲における第１の貫通孔に相当する。

図２および図７に示すように、保持体１０と支持体２０とは、保持体１０の裏面Ｓ２と支持体２０の上面Ｓ３とがＺ軸方向に互いに対向するように配置されている。支持体２０は、保持体１０の裏面Ｓ２の中心部付近に、公知の接合材料により形成された接合部３０を介して接合されている。

図２および図３に示すように、保持体１０の内部には、保持体１０を加熱するヒータとしての２つの抵抗発熱体５０が配置されている。各抵抗発熱体５０は、例えば、タングステンやモリブデン等の導電性材料により構成されている。本実施形態では、各抵抗発熱体５０は、Ｚ軸方向視で、略同心半円状に延びる線状のパターンを構成している。

また、図７に示すように、保持体１０の裏面Ｓ２の内、Ｚ軸方向視で支持体２０に形成された貫通孔２２に重なる位置には、複数の（本実施形態では４つの）第１の凹部１１が形成されている。本実施形態では、Ｚ軸方向視での各第１の凹部１１の形状は、略円形である。各第１の凹部１１内には、抵抗発熱体５０への給電のための受電電極（電極パッド）５４が設けられている。すなわち、本実施形態では、保持体１０の裏面Ｓ２の内、Ｚ軸方向視で支持体２０に形成された貫通孔２２に重なる位置に、複数の（本実施形態では４つの）受電電極５４が配置されている。本実施形態では、Ｚ軸方向視での各受電電極５４の形状は、略円形である。

図２および図３に示すように、各抵抗発熱体５０の一方の端部は、Ｚ軸方向視で保持体１０の中心部付近に配置されており、該一方の端部には、保持体１０の中心部付近に配置されたビア導体５２の上端部が接続されている。また、図２および図７に示すように、各抵抗発熱体５０の上記一方の端部に接続されたビア導体５２の下端部は、保持体１０の裏面Ｓ２に配置された受電電極５４に接続されている。また、各抵抗発熱体５０の他方の端部は、保持体１０の外周部付近に配置されており、該他方の端部は、図示しないが、保持体１０に配置されたビア導体５２やドライバ電極（不図示）を介して、保持体１０の裏面Ｓ２に配置された受電電極５４に接続されている。その結果、各抵抗発熱体５０は、ビア導体５２等を介して、受電電極５４と電気的に接続された状態となっている。

図２に示すように、支持体２０に形成された貫通孔２２内には、複数の（本実施形態では４つの）電極端子ユニット７０が収容されている。各電極端子ユニット７０は、第１の柱状部材７１と、第２の柱状部材７２と、金属撚り線７３とから構成されている。電極端子ユニット７０は、特許請求の範囲における電極端子に相当する。

電極端子ユニット７０を構成する第１の柱状部材７１は、金属撚り線７３に対して保持体１０側（すなわち、上側）に配置された略円柱状の導電性部材であり、例えばニッケルにより形成されている。図７に示すように、第１の柱状部材７１の保持体１０側の端部（すなわち、上端部）の径は、他の部分の径（例えば５ｍｍ以上、８ｍｍ以下）より細くなっている。第１の柱状部材７１の上端部は、金属ろう材５６（例えば、金ろう材）を介して受電電極５４に接合されている。また、図２に示すように、第１の柱状部材７１の他方の（下側の）端部は、例えばかしめにより、金属撚り線７３に接合されている。

電極端子ユニット７０を構成する第２の柱状部材７２は、金属撚り線７３に対して保持体１０から離れた側（すなわち、下側）に配置された略円柱状の導電性部材であり、例えばニッケルにより形成されている。図２に示すように、第２の柱状部材７２の保持体１０側の端部（すなわち、上端部）は、例えばかしめにより、金属撚り線７３に接合されている。また、図２および図８に示すように、第２の柱状部材７２の他方の（下側の）端部は、支持体２０の貫通孔２２から下方に突出している。第２の柱状部材７２の下端部の径は、他の部分の径（例えば５ｍｍ以上、８ｍｍ以下）より細くなっている。また、第２の柱状部材７２の下端部中間には、雄ネジ７９が形成されている。

電極端子ユニット７０を構成する金属撚り線７３は、ある程度の可撓性を有する撚り線であり、例えばニッケルにより形成されている。金属撚り線７３の径は、例えば１ｍｍ以上、３ｍｍ以下である。加熱装置１００の使用中には、抵抗発熱体５０の発熱によって保持体１０の温度が高くなるため、保持体１０と支持体２０との間や、保持体１０に比較的近い第１の柱状部材７１と保持体１０から比較的遠い第２の柱状部材７２との間に、熱膨張差が発生することがある。このような熱膨張差が発生すると、電極端子ユニット７０には応力が生ずる。電極端子ユニット７０を構成する金属撚り線７３は、ある程度の可撓性を有するため、電極端子ユニット７０に生ずる応力を吸収・緩和することができる。

電極端子ユニット７０を構成する第２の柱状部材７２の下端部は、直接、または、コネクタ（不図示）等を介して、電源（不図示）と接続される。電源から各電極端子ユニット７０、各受電電極５４、各ビア導体５２等を介して各抵抗発熱体５０に電圧が印加されると、各抵抗発熱体５０が発熱し、保持体１０の保持面Ｓ１上に保持された対象物（例えば、半導体ウェハＷ）が所定の温度（例えば、４００〜６５０℃程度）に加熱される。

図２、図４および図５に示すように、支持体２０に形成された貫通孔２２内には、複数の（本実施形態では４つの）絶縁管４０が収容されている。各絶縁管４０は、Ｚ軸方向に延びる略円管状の部材であり、例えばＡｌＮ（窒化アルミニウム）やＡｌ_２Ｏ_３（アルミナ）を主成分とするセラミックス等の絶縁体により構成されている。図７および図８に示すように、各絶縁管４０には、Ｚ軸方向に延びる貫通孔４２が形成されている。貫通孔４２のＺ軸方向に直交する断面（ＸＹ断面）の形状は、略円形である。

図７に示すように、保持体１０の裏面Ｓ２には、複数の（４つの）第２の凹部１２が形成されている。各第２の凹部１２は、第１の凹部１１を取り囲むような（すなわち、受電電極５４を取り囲むような）略円環状の溝（スリット）である。各第２の凹部１２の形状は、絶縁管４０の形状に対応しており、各第２の凹部１２には、絶縁管４０における保持体１０に対向する側の先端部（すなわち、上端部）が挿入されている。第２の凹部１２の溝幅は、絶縁管４０の上端部の肉厚と略同一となっている。そのため、各第２の凹部１２は、該第２の凹部１２に挿入された絶縁管４０の上端部における外周面ＯＳと内周面ＩＳとの両方と係合している。絶縁管４０と第２の凹部１２とがこのような構成であるため、保持体１０に対する絶縁管４０（特に、絶縁管４０の上端部）の面方向（Ｚ軸方向に直交する方向）への相対移動が規制されている。なお、保持体１０の裏面Ｓ２に形成された第２の凹部１２（第２の凹部１２の一部分）は、面方向において、絶縁管４０の上端部と係合している段差部であると言える。また、本明細書において、２つの寸法（例えば、上述した第２の凹部１２の溝幅と、絶縁管４０の肉厚）が略同一であるとは、２つの寸法の差の絶対値が、２つの寸法の内の大きい方の値の３０％以下であることを意味する。なお、２つの寸法が略同一である場合において、２つの寸法の差の絶対値が２つの寸法の内の大きい方の値の２０％以下であることがより好ましく、２つの寸法の差の絶対値が２つの寸法の内の大きい方の値の１０％以下であることが一層好ましい。また、本明細書において、２つの部材が係合しているとは、該２つの部材が接触している態様に限られず、該２つの部材の間の距離の最小値が２ｍｍ以下であることを意味する。なお、２つの部材が係合している場合において、該２つの部材の間の距離の最小値が１．５ｍｍ以下であることがより好ましく、該２つの部材の間の距離の最小値が１ｍｍ以下であることが一層好ましい。

図２、図７および図８に示すように、各絶縁管４０に形成された貫通孔４２内には、電極端子ユニット７０が収容されている。より詳細には、各絶縁管４０に形成された貫通孔４２内には、電極端子ユニット７０の一部分（以下、「第１の部分Ｐ１」という）が収容されている。本実施形態では、電極端子ユニット７０の第１の部分Ｐ１は、電極端子ユニット７０の内、第２の柱状部材７２の下端部分を除く部分である。図７に示すように、絶縁管４０に形成された貫通孔４２の内径Ｒ１は、電極端子ユニット７０における第１の部分Ｐ１の最大外径Ｒ２と略同一となっている。そのため、絶縁管４０に対する電極端子ユニット７０の面方向（Ｚ軸方向に直交する方向）への相対移動が規制されている。

また、図２、図５および図８に示すように、支持体２０に形成された貫通孔２２内における拡径部２３の位置（すなわち、下端に近い位置）には、キャップ部材（以下、後述する他のキャップ部材と区別するために「上側キャップ部材８０」という）が収容されている。上側キャップ部材８０は、Ｚ軸方向視で略円形の板状部材であり、例えばＡｌＮ（窒化アルミニウム）やＡｌ_２Ｏ_３（アルミナ）を主成分とするセラミックス等の絶縁体により構成されている。上側キャップ部材８０は、リテーナとも呼ばれる。

図８に示すように、上側キャップ部材８０の外径は、支持体２０に形成された貫通孔２２における拡径部２３の内径と略同一となっている。そのため、上側キャップ部材８０は、支持体２０に対する面方向への相対移動が規制されるように、支持体２０に支持された状態となっている。なお、例えば無機系の接着剤により、上側キャップ部材８０の外周面と支持体２０に形成された貫通孔２２の拡径部２３の内周面とが接合されていてもよい。また、本実施形態では、Ｚ軸方向において、上側キャップ部材８０の外周部の上面が、支持体２０に形成された貫通孔２２の段差（拡径部２３とその他の部分との境界）に係合しており、これにより、上側キャップ部材８０の上側への移動が規制されている。

また、図５に示すように、上側キャップ部材８０の外周面には、面方向（径方向）に突出する２つの凸部８４が形成されている。上側キャップ部材８０に形成された２つの凸部８４は、支持体２０に形成された貫通孔２２（の拡径部２３）の内周面に形成された２つの凹部（スリット）２４と嵌合している。これにより、支持体２０に対する上側キャップ部材８０の相対回転（Ｚ軸を中心とした回転）が規制されている。

また、図５および図８に示すように、上側キャップ部材８０には、Ｚ軸方向に延びる複数の（４つの）貫通孔８２が形成されている。各貫通孔８２のＺ軸方向に直交する断面の形状は、略円形である。上側キャップ部材８０に形成された貫通孔８２内には、絶縁管４０の下端部が収容されている。図８に示すように、上側キャップ部材８０に形成された貫通孔８２の内径Ｒ４は、絶縁管４０の下端部の外径Ｒ３と略同一となっている。そのため、上側キャップ部材８０に対する絶縁管４０（特に、絶縁管４０の下端部）の面方向（Ｚ軸方向に直交する方向）への相対移動が規制され、その結果、上側キャップ部材８０を支持する支持体２０に対する絶縁管４０の面方向への相対移動が規制されている。

図２、図６および図８に示すように、支持体２０に形成された貫通孔２２内における拡径部２３の位置（すなわち、下端に近い位置）であって、上側キャップ部材８０よりも下側の位置には、キャップ部材（以下、上述した上側キャップ部材８０と区別するために「下側キャップ部材９０」という）が収容されている。下側キャップ部材９０は、Ｚ軸方向視で略円形の板状部材であり、例えばＡｌＮ（窒化アルミニウム）やＡｌ_２Ｏ_３（アルミナ）を主成分とするセラミックス等の絶縁体により構成されている。下側キャップ部材９０は、リテーナとも呼ばれる。下側キャップ部材９０は、特許請求の範囲におけるキャップ部材に相当する。

図８に示すように、下側キャップ部材９０の外径は、支持体２０に形成された貫通孔２２における拡径部２３の内径と略同一となっている。そのため、下側キャップ部材９０は、支持体２０に対する面方向への相対移動が規制されるように、支持体２０に支持された状態となっている。なお、例えば無機系の接着剤により、下側キャップ部材９０の外周面と支持体２０に形成された貫通孔２２の拡径部２３の内周面とが接合されていてもよい。また、本実施形態では、Ｚ軸方向において、下側キャップ部材９０の上面が、上側キャップ部材８０の下面に当接しており、これにより、下側キャップ部材９０の上側への移動が規制されている。

また、図６に示すように、下側キャップ部材９０の外周面には、面方向（径方向）に突出する２つの凸部９４が形成されている。下側キャップ部材９０に形成された２つの凸部９４は、支持体２０に形成された貫通孔２２（の拡径部２３）の内周面に形成された上述の２つの凹部（スリット）２４と嵌合している。これにより、支持体２０に対する下側キャップ部材９０の相対回転（Ｚ軸を中心とした回転）が規制されている。

また、図６および図８に示すように、下側キャップ部材９０には、Ｚ軸方向に延びる複数の（４つの）貫通孔９２が形成されている。各貫通孔９２のＺ軸方向に直交する断面の形状は、非円形である。より具体的には、図６における一部拡大図に示すように、各貫通孔９２のＺ軸方向に直交する断面の形状は、略Ｄ字形状（すなわち、円を、該円の中心点を通らない直線により２つの部分に分割したときの大きい方の部分の形状）である。下側キャップ部材９０に形成された貫通孔９２内には、電極端子ユニット７０の一部分（以下、「第２の部分Ｐ２」という）が収容されている。本実施形態では、電極端子ユニット７０の第２の部分Ｐ２は、電極端子ユニット７０の内、上述した第１の部分Ｐ１（絶縁管４０に形成された貫通孔４２内に収容された部分）の下側に隣接する部分である。すなわち、電極端子ユニット７０の第２の部分Ｐ２は、第２の柱状部材７２における径が縮小された部分の一部分である。電極端子ユニット７０における第２の部分Ｐ２のＺ軸方向に直交する断面の形状は、下側キャップ部材９０に形成された貫通孔９２の断面形状と略同一となっている。すなわち、電極端子ユニット７０における第２の部分Ｐ２の断面形状は、非円形であり、より具体的には、略Ｄ字形状である。下側キャップ部材９０と電極端子ユニット７０の第２の部分Ｐ２とがこのような構成であるため、電極端子ユニット７０における第２の部分Ｐ２は、下側キャップ部材９０に対して、Ｚ軸方向に平行な軸を中心として相対回転（Ｚ軸を中心とした回転）することが規制されている。

なお、電極端子ユニット７０の第２の部分Ｐ２が、下側キャップ部材９０に対して、Ｚ軸方向に平行な軸を中心として相対回転することが規制されていることは、例えば、以下のように表現することもできる。すなわち、図６に示すように、本実施形態の加熱装置１００では、電極端子ユニット７０の第２の部分Ｐ２のＺ軸方向に直交する断面（ＸＹ断面）において、最大径Ｒ５を取る部分（線分）の一端を、下側キャップ部材９０の貫通孔９２の内周面に接触させた状態において、該一端を始点とする貫通孔９２の径Ｒ６として、第２の部分Ｐ２の最大径Ｒ５より小さい径Ｒ６が存在している。この条件が満たされていると、第２の部分Ｐ２が下側キャップ部材９０に対して相対回転することが規制されていると言える。

図２および図８に示すように、電極端子ユニット７０の下端側の一部分（以下、「第３の部分Ｐ３」という）には、雄ネジ７９が形成されており、この第３の部分Ｐ３にナット６８が螺合している。ナット６８の上面は、下側キャップ部材９０の下面に当接している。このように、電極端子ユニット７０は、ネジ止めにより、下側キャップ部材９０に対するＺ軸方向への移動が規制されるように、下側キャップ部材９０に固定されている。

Ａ−２．加熱装置１００の製造方法：
本実施形態の加熱装置１００の製造方法は、例えば以下の通りである。初めに、保持体１０と支持体２０とを作製する。

保持体１０の作製方法は、例えば以下の通りである。まず、窒化アルミニウム粉末１００重量部に、酸化イットリウム（Ｙ_２Ｏ_３）粉末１重量部と、アクリル系バインダ２０重量部と、適量の分散剤および可塑剤とを加えた混合物に、トルエン等の有機溶剤を加え、ボールミルにて混合し、グリーンシート用スラリーを作製する。このグリーンシート用スラリーをキャスティング装置でシート状に成形した後に乾燥させ、グリーンシートを複数枚作製する。

また、窒化アルミニウム粉末、アクリル系バインダ、テルピネオール等の有機溶剤の混合物に、タングステンやモリブデン等の導電性粉末を添加して混練することにより、メタライズペーストを作製する。このメタライズペーストを例えばスクリーン印刷装置を用いて印刷することにより、特定のグリーンシートに、後に抵抗発熱体５０や受電電極５４等となる未焼結導体層を形成する。また、グリーンシートにあらかじめビア孔を設けた状態で印刷することにより、後にビア導体５２となる未焼結導体部を形成する。

次に、これらのグリーンシートを複数枚（例えば２０枚）熱圧着し、必要に応じて外周を切断して、グリーンシート積層体を作製する。このグリーンシート積層体をマシニングによって切削加工して略円板状の成形体を作製し、この成形体を脱脂し、さらにこの脱脂体を焼成して焼成体を作製する。この焼成体の表面を研磨加工する。以上の工程により、保持体１０が作製される。

また、支持体２０の作製方法、例えば以下の通りである。まず、窒化アルミニウム粉末１００重量部に、酸化イットリウム粉末１重量部と、ＰＶＡバインダ３重量部と、適量の分散剤および可塑剤とを加えた混合物に、メタノール等の有機溶剤を加え、ボールミルにて混合し、スラリーを得る。このスラリーをスプレードライヤーにて顆粒化し、原料粉末を作製する。次に、貫通孔２２に対応する中子が配置されたゴム型に原料粉末を充填し、冷間静水圧プレスして成形体を得る。得られた成形体を脱脂し、さらにこの脱脂体を焼成する。以上の工程により、支持体２０が作製される。

次に、保持体１０と支持体２０とを接合する。保持体１０の裏面Ｓ２および支持体２０の上面Ｓ３に対して必要によりラッピング加工を行った後、保持体１０の裏面Ｓ２と支持体２０の上面Ｓ３との少なくとも一方に、例えば希土類や有機溶剤等を混合してペースト状にした公知の接合剤を均一に塗布した後、脱脂処理する。次いで、保持体１０の裏面Ｓ２と支持体２０の上面Ｓ３とを重ね合わせ、荷重を掛けながら常圧焼成を行うことにより、保持体１０と支持体２０とを接合する。

保持体１０と支持体２０との接合の後、支持体２０の各貫通孔２２内に絶縁管４０を挿入する。このとき、絶縁管４０の先端部を、保持体１０の裏面Ｓ２に形成された第２の凹部１２に嵌合させることにより、絶縁管４０を面方向への移動が規制された状態（すなわち、面方向に位置決めされた状態）とする。この状態で、各絶縁管４０に形成された貫通孔４２内に電極端子ユニット７０（の第１の部分Ｐ１）を挿入し、その後、上側キャップ部材８０を設置する。このとき、上側キャップ部材８０に形成された各貫通孔８２に、絶縁管４０の下端部が挿入されるようにする。次に、下側キャップ部材９０を設置する。このとき、下側キャップ部材９０に形成された各貫通孔９２に、電極端子ユニット７０（の第２の部分Ｐ２）が挿入されるようにする。その後、電極端子ユニット７０（具体的には、第１の柱状部材７１）の上端部を受電電極５４に、例えば金ろう材によりろう付けする。

その後、必要により、上側キャップ部材８０および下側キャップ部材９０を、無機系の接着剤によって支持体２０に接着する。最後に、電極端子ユニット７０（の第３の部分Ｐ３）に形成された雄ネジ７９にナット６８を螺合する。以上の製造方法により、上述した構成の加熱装置１００が製造される。

Ａ−３．実施形態の効果：
以上説明したように、本実施形態の加熱装置１００は、保持体１０と支持体２０とを備える。保持体１０は、Ｚ軸方向に略直交する略平面状の保持面Ｓ１と、保持面Ｓ１とは反対側の裏面Ｓ２とを有する板状の部材である。支持体２０は、保持体１０の裏面Ｓ２に接合され、Ｚ軸方向に延びる貫通孔２２が形成された管状の部材である。また、保持体１０の内部には、抵抗発熱体５０が配置されている。Ｚ軸方向視で、保持体１０の裏面Ｓ２における支持体２０の貫通孔２２に重なる位置には、抵抗発熱体５０に電気的に接続された受電電極５４が配置されている。また、本実施形態の加熱装置１００は、少なくとも一部分が支持体２０の貫通孔２２内に配置された電極端子ユニット７０を備える。電極端子ユニット７０は、金属ろう材５６を介して受電電極５４に接合されている。また、本実施形態の加熱装置１００は、さらに、支持体２０に対するＺ軸方向への相対移動が規制されるように支持体２０に支持された下側キャップ部材９０を備える。下側キャップ部材９０には、Ｚ軸方向に延びる貫通孔９２が形成されている。電極端子ユニット７０は、電極端子ユニット７０の一部分（第２の部分Ｐ２）が下側キャップ部材９０の貫通孔９２内に収容された状態で、電極端子ユニット７０に対するＺ軸方向への移動が規制されるように下側キャップ部材９０に固定されている。本実施形態の加熱装置１００は、このような構成であるため、以下に説明するように、電極端子ユニット７０と受電電極５４との接合部が損傷することを抑制することができる、という効果を奏する。

加熱装置１００では、電極端子ユニット７０が金属ろう材５６を介して受電電極５４と接合されているため、例えば加熱装置１００のろう付け後の組み立ての際や、加熱装置１００を使用するためのコネクタの接続の際に、電極端子ユニット７０に対してＺ軸方向の荷重が作用すると、電極端子ユニット７０と受電電極５４との接合部にＺ軸方向の応力（引張応力または圧縮応力）が集中し、この応力集中を原因として該接合部が破損するおそれがある。

しかしながら、本実施形態の加熱装置１００は、支持体２０に対するＺ軸方向への相対移動が規制されるように支持体２０に支持された下側キャップ部材９０を備える。支持体２０は保持体１０と接合されているため、下側キャップ部材９０は、保持体１０に対するＺ軸方向への相対移動が規制されていると言える。また、下側キャップ部材９０には、Ｚ軸方向に延びる貫通孔９２が形成されており、電極端子ユニット７０は、その一部分（第２の部分Ｐ２）が下側キャップ部材９０の貫通孔９２内に収容された状態で、下側キャップ部材９０に対するＺ軸方向への移動が規制されるように下側キャップ部材９０に固定されている。そのため、本実施形態他の加熱装置１００では、下側キャップ部材９０の存在により、保持体１０に対する電極端子ユニット７０のＺ軸方向への相対移動が規制される。換言すれば、保持体１０の裏面Ｓ２に形成された受電電極５４に対する電極端子ユニット７０のＺ軸方向への相対移動が規制される。従って、本実施形態の加熱装置１００によれば、電極端子ユニット７０に対してＺ軸方向の荷重が作用しても、下側キャップ部材９０の存在によって受電電極５４に対する電極端子ユニット７０のＺ軸方向への相対移動が規制されるために、電極端子ユニット７０と受電電極５４との接合部にＺ軸方向の応力（引張応力または圧縮応力）が集中することを抑制することができ、電極端子ユニット７０と受電電極５４との接合部が破損することを抑制することができる。

また、本実施形態の加熱装置１００では、電極端子ユニット７０は、ネジ止めにより、下側キャップ部材９０に対するＺ軸方向への移動が規制されるように下側キャップ部材９０に固定されている。そのため、本実施形態の加熱装置１００によれば、容易にかつ強固に、電極端子ユニット７０を下側キャップ部材９０に固定することができる。

Ｂ．変形例：
本明細書で開示される技術は、上述の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態に変形することができ、例えば次のような変形も可能である。

上記実施形態における加熱装置１００の構成は、あくまで例示であり、種々変形可能である。例えば、上記実施形態において、必ずしも加熱装置１００に、面方向において絶縁管４０と係合している段差部（第２の凹部１２）が形成されている必要はない。

また、上記実施形態では、電極端子ユニット７０が、第１の柱状部材７１と第２の柱状部材７２と金属撚り線７３との３つの部材から構成されているが、電極端子ユニット７０が、１つまたは２つの部材から構成されるとしてもよいし、４つ以上の部材から構成されるとしてもよい。

また、上記実施形態では、電極端子ユニット７０の下端部が、支持体２０の貫通孔２２や絶縁管４０の貫通孔４２から外に突出しているが、電極端子ユニット７０の全体が、支持体２０の貫通孔２２や絶縁管４０の貫通孔４２内に収容されるとしてもよい。また、上記実施形態では、加熱装置１００が絶縁管４０を備えているが、加熱装置１００が絶縁管４０を備えないとしてもよい。この場合において、加熱装置１００が備える各電極端子ユニット７０は、例えば、支持体２０に形成された個別の貫通孔内に収容されるとしてもよい。

また、上記実施形態における下側キャップ部材９０に形成された貫通孔９２のＺ軸方向に直交する断面（ＸＹ断面）の形状と、電極端子ユニット７０における下側キャップ部材９０の貫通孔９２内に収容された部分である第２の部分Ｐ２のＺ軸方向に直交する断面（ＸＹ断面）の形状とは、あくまで一例である。これらの形状は、下側キャップ部材９０の貫通孔９２のＸＹ断面の形状が非円形であり、電極端子ユニット７０の第２の部分Ｐ２のＸＹ断面の形状が、非円形であり、かつ、第２の部分Ｐ２が下側キャップ部材９０に対してＺ軸方向に平行な軸を中心として相対回転することが規制される形状である限りにおいて、任意に変形可能である。例えば、下側キャップ部材９０の貫通孔９２のＸＹ断面の形状が、五角形や六角形等の多角形であり、電極端子ユニット７０の第２の部分Ｐ２のＸＹ断面の形状が、貫通孔９２の形状と略同一の多角形であるとしてもよい。また、下側キャップ部材９０の貫通孔９２のＸＹ断面の形状と、電極端子ユニット７０の第２の部分Ｐ２のＸＹ断面の形状とが必ずしも略同一である必要はない。

また、上記実施形態では、上側キャップ部材８０および下側キャップ部材９０が、支持体２０の貫通孔２２内に収容されているが、上側キャップ部材８０と下側キャップ部材９０との少なくとも一方が、支持体２０の貫通孔２２内ではなく、貫通孔２２の外に配置されるとしてもよい。このような構成であっても、上側キャップ部材８０および／または下側キャップ部材９０を、例えば接着剤や接合部材等を用いて支持体２０の他の部分（例えば、支持体２０の下面Ｓ４）に固定することは可能である。

また、上記実施形態では、上側キャップ部材８０の外周面に凸部８４が形成されており、該凸部８４が、支持体２０の貫通孔２２の内周面に形成された凹部２４と嵌合しているが、反対に、上側キャップ部材８０の外周面に凹部が形成されており、該凹部が、支持体２０の貫通孔２２の内周面に形成された凸部と嵌合するとしてもよい。同様に、上記実施形態では、下側キャップ部材９０の外周面に凸部９４が形成されており、該凸部９４が、支持体２０の貫通孔２２の内周面に形成された凹部２４と嵌合しているが、反対に、下側キャップ部材９０の外周面に凹部が形成されており、該凹部が、支持体２０の貫通孔２２の内周面に形成された凸部と嵌合するとしてもよい。なお、各部材に形成される凸部または凹部の個数は、任意に変更可能である。また、必ずしも、各部材にこれらの凸部または凹部が形成されている必要はない。

また、上記実施形態では、加熱装置１００が、上側キャップ部材８０と下側キャップ部材９０とを備えているが、加熱装置１００が、上側キャップ部材８０と下側キャップ部材９０との少なくとも一方を備えないとしてもよい。また、上記実施形態では、電極端子ユニット７０がネジ止めにより、下側キャップ部材９０に対するＺ軸方向への移動が規制されるように下側キャップ部材９０に固定されているが、電極端子ユニット７０は、ネジ止めに限られず、他の手段（例えば、固定用部材を用いた手段）により固定されていてもよい。

また、上記実施形態の加熱装置１００を構成する各部材の形状や個数は、あくまで一例であり、種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、加熱装置１００に、電極端子ユニット７０と電極端子ユニット７０に接合される受電電極５４との組合せが、４つ設けられているが、加熱装置１００に設けられる該組合せの個数は任意に設定可能である。なお、上記実施形態では、該組合せのすべてが同様の構成となっているが、該組合せの少なくとも１つが上記実施形態の構成となっていれば、残りの組合せについては他の構成となっていてもよい。

また、上記実施形態の加熱装置１００が、さらに、熱電対や白金抵抗体等の測温体や、高周波電極等の他の構成部材を備えるとしてもよい。

また、上記実施形態における加熱装置１００を構成する各部材の形成材料は、あくまで一例であり、各部材が他の材料により形成されてもよい。例えば、上記実施形態において、保持体１０および支持体２０は、窒化アルミニウムまたはアルミナを主成分とするセラミックス製であるとしてもよいし、他のセラミックス製であるとしてもよいし、セラミックス以外の絶縁材料製であるとしてもよい。

また、上記実施形態における加熱装置１００の製造方法はあくまで一例であり、種々変形可能である。

１０：保持体１１：第１の凹部１２：第２の凹部２０：支持体２２：貫通孔２３：拡径部２４：凹部３０：接合部４０：絶縁管４２：貫通孔５０：抵抗発熱体５２：ビア導体５４：受電電極５６：金属ろう材６８：ナット７０：電極端子ユニット７１：第１の柱状部材７２：第２の柱状部材７３：金属撚り線７９：雄ネジ８０：上側キャップ部材８２：貫通孔８４：凸部９０：下側キャップ部材９２：貫通孔９４：凸部１００：加熱装置ＩＳ：内周面ＯＳ：外周面Ｐ１：第１の部分Ｐ２：第２の部分Ｐ３：第３の部分Ｓ１：保持面Ｓ２：裏面Ｓ３：上面Ｓ４：下面

Claims

絶縁体により構成され、第１の方向に略直交する略平面状の第１の表面と、前記第１の表面とは反対側の第２の表面と、を有する板状の保持体と、
絶縁体により構成され、前記保持体の前記第２の表面に接合され、前記第１の方向に延びる第１の貫通孔が形成された管状の支持体と、
前記保持体の内部に配置された抵抗発熱体と、
前記第１の方向視で、前記保持体の前記第２の表面における前記支持体の前記第１の貫通孔に重なる位置に配置され、前記抵抗発熱体に電気的に接続された受電電極と、
少なくとも一部分が前記支持体の前記第１の貫通孔内に配置され、金属ろう材を介して前記受電電極に接合された電極端子と、
を備え、前記保持体の前記第１の表面上に保持された対象物を加熱する加熱装置において、さらに、
前記支持体に対する前記第１の方向への相対移動が規制されるように前記支持体に支持されたキャップ部材であって、前記第１の方向に延びる第２の貫通孔が形成されたキャップ部材を備え、
前記電極端子は、前記電極端子の一部分が前記キャップ部材の前記第２の貫通孔内に収容された状態で、前記キャップ部材に対する前記第１の方向への移動が規制されるように前記キャップ部材に固定されている、
ことを特徴とする加熱装置。
請求項１に記載の加熱装置において、
前記電極端子は、ネジ止めにより、前記キャップ部材に対する前記第１の方向への移動が規制されるように前記キャップ部材に固定されている、
ことを特徴とする加熱装置。