JP2020107519A - 多層基板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】階層的に配置された導体同士を好適に接続できる多層基板を提供する。【解決手段】ヒータプレート９において、基体１３は、上面１３ａ及びその背面の下面１３ｂを有している。第１抵抗発熱体１５Ａは、基体１３内にて上面１３ａに沿っている。第２抵抗発熱体１５Ｂは、基体１３内、かつ第１抵抗発熱体１５Ａに対して下面１３ｂ側にて上面１３ａに沿っている。接続導体２１は、基体１３内にて第１抵抗発熱体１５Ａと第２抵抗発熱体１５Ｂとを接続している。また、接続導体２１は、第１抵抗発熱体１５Ａよりも下面１３ｂ側から第１抵抗発熱体１５Ａよりも上面１３ａ側へ亘っていることにより当該接続導体２１の側面にて第１抵抗発熱体１５Ａに接続されている。接続導体２１の上面１３ａ側の端部は、基体１３内に位置している。また、当該端部は、電流が流れる他の導体に接続されていない。【選択図】図３

Description

本開示は、多層基板及びその製造方法に関する。ここでいう多層基板は、階層的に配置された２つ以上の導体を有する基板状の部材である。従って、多層基板は、回路基板に限定されない。例えば、多層基板は、半導体製造装置においてウェハが載置される基板状の部材を含む。このような部材としては、例えば、ウェハを加熱するヒータ、ウェハを吸着保持するチャック、ウェハにプラズマを印加するための電極部材、及びこれらの２以上の組み合わせを挙げることができる。

上記のような多層基板は、複数の導体と、複数の絶縁層とが積層的に配置されて構成されていると捉えることができる。複数の導体同士は、例えば、絶縁層を貫通するビア導体によって電気的に接続される（例えば特許文献１及び２参照）。

特開平８−８８４５１号公報 特開平５−２６７８５５号公報

階層的に配置された導体同士を好適に接続できる多層基板及びその製造方法が待たれる。

本開示の一態様に係る多層基板は、第１面及びその背面の第２面を有している絶縁性の基体と、前記基体内にて前記第１面に沿っている第１導体と、前記基体内、かつ前記第１導体に対して前記第２面側にて前記第１面に沿っている第２導体と、前記基体内にて前記第１導体と前記第２導体とを接続している接続導体と、を有している。また、前記接続導体は、前記第１導体よりも前記第２面側から前記第１導体よりも前記第１面側へ亘っていることにより当該接続導体の側面にて前記第１導体に接続されている。また、前記接続導体の前記第１面側の端部は、前記基体内に位置しており、当該端部は、電流が流れる他の導体に接続されていない。

本開示の一態様に係るヒータシステムは、上記の多層基板と、前記第１導体及び前記第２導体に電気的に接続されている電力供給部と、を有している。また、前記第１導体及び前記第２導体の少なくとも一方は抵抗発熱体である。

本開示の一態様に係る上記多層基板の製造方法は、前記基体のうち少なくとも前記第１導体よりも前記第１面側の位置から前記第２導体の位置までの部分となる複数のセラミックグリーンシートと、前記第１導体となる第１導電ペースト層と、前記第２導体となる第２導電ペースト層とを積層して第１積層体を得る第１積層ステップを有している。また、前記第１導電ペースト層よりも前記第１面側の位置から前記第２導電ペースト層の位置まで亘っているとともに、前記第１積層体の前記第１面側の面及び前記第２面側の面の少なくとも一方に開口している穴を前記第１積層体に形成する穴形成ステップを有している。また、前記接続導体となる、金属バルク材及び導電ペーストの少なくとも一方を前記穴に配置する配置ステップを有している。また、前記穴の開口を塞ぐようにセラミックグリーンシートを前記第１積層体に重ねて第２積層体を得る第２積層ステップを有している。また、前記第２積層体を焼成する焼成ステップを有している。

上記の構成又は手順によれば、階層的に配置された導体同士を電気的に安定して接続できる。よって、長期間に亘る使用が可能となる。

実施形態に係るヒータの構成を示す分解斜視図。 図１のII−II線における断面図。 図３（ａ）は図２の領域IIIａを拡大して示す断面図、図３（ｂ）は図３（ａ）の領域IIIｂの拡大図。 図３（ｂ）の領域IVの拡大断面図。 図１のヒータの製造方法の手順の一例を示すフローチャート。 図６（ａ）、図６（ｂ）、図６（ｃ）及び図６（ｄ）は製造途中のヒータの一部を示す断面図。 図７（ａ）及び図７（ｂ）は第１及び第２変形例を示す断面図。 図８（ａ）、図８（ｂ）及び図８（ｃ）は第３〜第５変形例を示す断面図。 図９（ａ）及び図９（ｂ）は第６及び第７変形例を示す断面図。

以下、多層基板としてのヒータプレートを含むヒータを例に取って本開示の実施形態について説明する。以下で参照する図面は、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。

以下の説明において、各部材の材料について主成分と言うとき、主成分は、例えば、その材料の５０質量％以上又は８０質量％以上を占める成分である。また、各部材の形状について円形又は多角形等と表現するとき、特に断りが無い限り、厳密に円形又は多角形である必要は無い。例えば、多角形の角部は面取りされていてよいし、外縁に比較的小さな突部又は凹部等が形成されていてよい。

［実施形態］
（ヒータシステム）
図１は、実施形態に係るヒータ１の構成を示す模式的な分解斜視図である。図２は、図１のヒータ１を含むヒータシステム１０１の構成を示す模式図である。図２において、ヒータ１については、図１のII−II線断面図が示されている。図１は、ヒータ１の構造を示すために便宜的にヒータ１を分解して示しており、実際の完成後のヒータ１は、図１の分解斜視図のように分解可能である必要はない。

これらの図には、便宜上、ヒータ１に固定的な直交座標系ＸＹＺを付す。＋Ｚ方向は、例えば、鉛直上方である。ただし、ヒータ１は、必ずしも＋Ｚ方向を上方として利用される必要はない。以下では、便宜上、＋Ｚ方向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、Ｚ方向に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２）と、電力供給部３を制御する制御部５（図２）と、を有している。ヒータ１と電力供給部３とは配線部材７（図２）によって接続されている。なお、配線部材７は、ヒータ１の一部と捉えられても構わない。また、ヒータシステム１０１は、上記に挙げた構成の他、例えば、ヒータ１に気体及び／又は液体を供給する流体供給部を有していてもよい。

（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９（符号は図２。多層基板の一例）と、ヒータプレート９から下方へ延びているパイプ１１とを有している。

ヒータプレート９は、その上面１３ａに加熱対象物の一例としてのウェハＷｆ（図２）が載置され（重ねられ）、ウェハＷｆの加熱に直接に寄与する。パイプ１１は、例えば、ヒータプレート９の支持及び配線部材７の保護に寄与する。なお、ヒータプレート９のみがヒータと捉えられても構わない。

（ヒータプレート）
ヒータプレート９の上面１３ａ及び下面１３ｂは、例えば、概ね平面である。ヒータプレート９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４ｍｍ以上３０ｍｍ以下である。

ヒータプレート９は、例えば、絶縁性の基体１３（符号は図２）と、基体１３に埋設されている２つの第１抵抗発熱体１５Ａ及び第２抵抗発熱体１５Ｂ（第１導体及び第２導体の一例）と、これら発熱体に電力を供給するための端子１７とを備えている。なお、以下では、第１抵抗発熱体１５Ａ及び第２抵抗発熱体１５Ｂを単に「抵抗発熱体１５」といい、両者を区別しないことがある。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１３ａに載置されているウェハＷｆが加熱される。

（基体）
基体１３の外形は、ヒータプレート９の外形を構成している。従って、上述のヒータプレート９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、セラミックである。セラミックは、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３、アルミナ）、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。

図１では、基体１３は、第１絶縁層１９Ａ〜第５絶縁層１９Ｅ（以下、単に絶縁層１９といい、これらを区別しないことがある。）によって構成されている。なお、基体１３は、絶縁層１９となる材料（例えばセラミックグリーンシート）が積層されて作製されてもよいし、そのような方法とは異なる方法によって作製され、完成後に抵抗発熱体１５等の存在によって概念的に複数の絶縁層１９によって構成されていると捉えることができるだけであってもよい。

（抵抗発熱体）
抵抗発熱体１５は、基体１３の上面１３ａ及び下面１３ｂ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。図１では、第１抵抗発熱体１５Ａは、第２絶縁層１９Ｂと第３絶縁層１９Ｃとの間に位置している。第２抵抗発熱体１５Ｂは、第３絶縁層１９Ｃと第４絶縁層１９Ｄとの間に位置している。換言すれば、２つの抵抗発熱体１５は、互いに積層的に配置されており、第２抵抗発熱体１５Ｂは、第１抵抗発熱体１５Ａに対して下面１３ｂ側に位置している。

平面視における各抵抗発熱体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、各抵抗発熱体１５は、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９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。

平面視におけるパターン及び位置に関して、２つの抵抗発熱体１５の相対関係は適宜なものとされてよい。例えば、両者は、互いに同一のパターンであってもよいし、互いに異なるパターンであってもよい。また、両者は、互いに重なっていてもよいし、互い重なっていなくてもよい。図示の例では、一方の抵抗発熱体１５が他方の抵抗発熱体１５の隙間の全部又は大半（例えば６割以上又は８割以上）に位置する（例えば隙間の全部又は大半を塞ぐ）関係となるパターンとされている。具体的には、両者は、概ね同一のパターンとされつつ、その位置が若干ずれている。

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１３ａ及び下面１３ｂ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。また、この局部的に見たときの形状は、２つの抵抗発熱体１５同士で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。本実施形態の説明では、図２に示しているように、いずれの抵抗発熱体１５も上面１３ａに平行な層状導体である場合を例に取る。

２つの抵抗発熱体１５の材料は、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。本実施形態の説明では、両者が互いに同一である場合を例に取る。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。また、抵抗発熱体１５の材料は、導電ペーストを焼成して得られるものであってもよい。換言すれば、抵抗発熱体１５の材料は、金属に加えて、ガラス粉末及び／又はセラミック粉末等の無機絶縁物を含むものであってもよい。

抵抗発熱体１５の主成分となる導体（金属）の種類は、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。抵抗発熱体１５が導電ペーストの焼成によって作製される場合の抵抗発熱体１５の材料の組成の一例を挙げると、当該材料は、９１質量％以上９４質量％以下のＷと、１質量％以下のＹ_２Ｏ_３と、１質量％以上３質量％以下のＡｌＮと、４質量％以上７質量％以下のＡｌ_２Ｏ_３と含む。

（端子）
端子１７は、例えば、各抵抗発熱体１５の長さ方向両端に接続されている。また、図示の例では、１対の端子１７が２つの抵抗発熱体１５に対して共通に接続されている。別の観点では、２つの抵抗発熱体１５は並列に接続されている。ただし、上記は、端子１７と抵抗発熱体１５との接続の一例に過ぎない。例えば、１つの抵抗発熱体１５に電力を供給する３以上の端子１７が設けられてもよい。また、抵抗発熱体１５毎に１以上の端子１７が設けられるなど、２つの抵抗発熱体１５に対して別々に端子１７が設けられてもよい。後述するように、抵抗発熱体１５は、接続導体によって互いに接続されるから、２つの抵抗発熱体１５のうち、一方に対してのみ端子１７が接続されていてもよい。また、２つの抵抗発熱体１５は、一部又は全部が直列に接続されていてもよい。

端子１７は、例えば、基体１３の厚みのうち、第１抵抗発熱体１５Ａから下面１３ｂまでの厚み（第３絶縁層１９Ｃ〜第５絶縁層１９Ｅ）を貫通している。そして、端子１７は、２つの抵抗発熱体１５に接続されているとともに基体１３の外部へ露出している。これにより、ヒータプレート９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。端子１７（抵抗発熱体１５の両端）は、例えば、ヒータプレート９の中央側に位置している。なお、端子１７と抵抗発熱体１５との接続に関して上述した種々の態様から理解されるように、端子１７は、基体１３の厚みのうち第２抵抗発熱体１５Ｂから下面１３ｂまでの厚みのみを貫通するなど、図示以外の種々の態様とされてよい。

（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。図２に示す断面）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。特に図示しないが、パイプ１１には、気体又は液体が流れる流路が形成されていてもよい。

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。

基体１３とパイプ１１との固定は、適宜な方法によってなされてよい。例えば、両者は、両者の間に介在する接着剤（不図示）によって固定されてもよいし、両者の間に接着剤を介在させずに、固相接合によって固定されてもよいし、ボルト及びナット（いずれも不図示）を利用して機械的に固定されてもよい。

（配線部材）
配線部材７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９のうち空間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７は、その一端が複数の端子１７に接続されている。

複数の配線部材７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。

配線部材７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、一方に雄ねじが形成され、他方に雌ねじが形成されることにより、螺合されていてもよい。

（導体層同士の接続）
図３（ａ）は、図２の領域IIIａを拡大して示す断面図である。

本実施形態では、２つの抵抗発熱体１５同士は、基体１３内に位置している接続導体２１（図２では図示省略）によって互いに電気的に接続されている。この接続は、種々の位置で、及び／又は種々の目的でなされてよい。例えば、図１及び図２に例示したように、２つの抵抗発熱体１５が並列接続されている態様において、２つの抵抗発熱体１５のパターン（経路）の中途位置同士が接続されてよい。この場合、例えば、抵抗発熱体１５の電位を安定化させたり、抵抗発熱体１５の一部に断線が生じていても導通を維持したりすることができる。また、例えば、１対の端子１７を第２抵抗発熱体１５Ｂの両端のみに接続し、この１対の端子１７から少しずれた位置にて第２抵抗発熱体１５Ｂの両端付近と第１抵抗発熱体１５Ａの両端付近とを接続してよい。この場合、例えば、１対の端子１７は、第１抵抗発熱体１５Ａの位置まで基体１３を貫通しなくてもよく、設計の自由度が向上する。

接続導体２１は、例えば、少なくとも一方の抵抗発熱体１５（図示の例では双方）を貫通している。換言すれば、接続導体２１は、第１抵抗発熱体１５Ａに接続されている部分に着目すると、第１抵抗発熱体１５Ａよりも下面１３ｂ側から第１抵抗発熱体１５Ａよりも上面１３ａ側へ亘っている。同様に、接続導体２１は、第２抵抗発熱体１５Ｂに接続されている部分に着目すると、第２抵抗発熱体１５Ｂよりも上面１３ａ側から第２抵抗発熱体１５Ｂよりも下面１３ｂ側へ亘っている。そして、接続導体２１は、その側面において２つの抵抗発熱体１５に接続（接合及び／又は当接）されている。

接続導体２１の上端（上面１３ａ側の端部）は、上記のように第１抵抗発熱体１５Ａよりも上面１３ａ側に位置しつつも、上面１３ａまでは到達しておらず、基体１３内に位置している。この上端は、他の導体には接続されていない。ここでいう他の導体は、例えば、抵抗発熱体１５のように電流が流れることが意図されている配線又は電極であり、単なる接合用の導体は意味しない。すなわち、接続導体２１の上端は、電気回路の観点において開放端となっている。接続導体２１の上端について述べたが、本実施形態では、接続導体２１の下端についても同様である。すなわち、接続導体２１の下端は、基体１３内に位置しているとともに電気的（回路的）に開放端を構成している。

接続導体２１の形状及び各種の寸法等は適宜に設定されてよい。例えば、接続導体２１は、概略、Ｚ方向（２つの抵抗発熱体１５の対向方向）の長さがＸＹ平面に平行な方向（上面１３ａに平行な方向）における長さ（径）よりも長い軸状（柱状）である。ただし、接続導体２１は、径が長さよりも長い形状であってもよい。接続導体２１のＸＹ平面に平行な横断面の形状及び大きさは、Ｚ方向において一定であってもよいし（図示の例）、一定でなくてもよい。また、当該横断面の形状は、円形又は多角形等の適宜な形状とされてよい。

また、例えば、接続導体２１が第１抵抗発熱体１５Ａよりも上方へ突出する突出量は、例えば、第１抵抗発熱体１５Ａの厚さよりも小さくてもよいし、同等でもよいし、大きくてもよい。下方への突出量も同様である。接続導体２１の抵抗発熱体１５の幅方向における幅（円柱状の接続導体２１においては直径）は、抵抗発熱体１５の幅よりも小さくてもよいし、同等でもよいし、大きくてもよい。例えば、接続導体２１の直径は、抵抗発熱体１５の幅よりも小さく、接続導体２１は、平面視においてその全周に亘って抵抗発熱体１５と接している。ただし、接続導体２１は、平面視において側面の一部のみが抵抗発熱体１５に接していてもよい。

（接続導体の具体的構成）
図３（ｂ）は、図３（ａ）の領域IIIｂの拡大図である。

接続導体２１は、その芯材となる導電部材２３と、導電部材２３の表面の少なくとも一部を覆っている導電性の被覆部２５とを有している。導電部材２３及び被覆部２５は、互いに異なる材料によって構成されている。

導電部材２３は、接続導体２１の体積の大部分を占めてよい。例えば、導電部材２３の体積は、接続導体２１の体積の６割以上、７割以上又は８割以上を占めてよい。また、例えば、導電部材２３の径（ＸＹ平面に平行な方向）は、接続導体２１の径の６割以上、７割以上又は８割以上を占めてよい。また、例えば、導電部材２３の長さ（Ｚ方向）は、接続導体２１の長さの６割以上、７割以上又は８割以上を占めてよい。

また、別の観点では、導電部材２３は、例えば、第１抵抗発熱体１５Ａと第２抵抗発熱体１５Ｂとの距離以上の長さを有している。当該距離は、抵抗発熱体１５のうちの、後述する主部１５ａにおける距離（別の観点では最短距離）であってもよいし、後述する傾斜部１５ｂにおける距離（別の観点では抵抗発熱体１５の接続導体２１との接続位置における距離）であってもよい。そして、導電部材２３の上端は、第１抵抗発熱体１５Ａよりも上方に位置しており、また、導電部材２３の下端は、第２抵抗発熱体１５Ｂよりも下方に位置している。ただし、特に図示しないが、導電部材２３の上端は、第１抵抗発熱体１５Ａの位置から下方に位置していてもよいし、導電部材２３の下端は、第２抵抗発熱体１５Ｂの位置から上方に位置していてもよい。

導電部材２３は、中実の部材であってもよいし（図示の例）、中空の部材であってもよい。導電部材２３が中空の部材である場合において、導電部材２３は、一方端又は両端が開放された形状であってもよいし、両端が閉じられた形状であってもよい。換言すれば、導電部材２３の内部は、密閉されていてもよいし、密閉されていなくてもよい。密閉されていない場合においては、導電部材２３の内部は、被覆部２５と同一の材料が充填されていてもよいし、真空状態とされていてもよいし、気体が封入されていてもよい。また、導電部材２３の内部には、絶縁体が配置されていてもよい。

上記のように、導電部材２３は、接続導体２１の大部分を構成する部材とされてよいことから、上述した接続導体２１の形状及び寸法に係る説明は、導電部材２３の形状及び寸法に援用可能である。確認的に記載すると、例えば、導電部材２３は、概略、Ｚ方向の長さがＸＹ平面における径よりも長い軸状（柱状）である。ただし、導電部材２３は、径が長さよりも長い形状であってもよい。導電部材２３のＸＹ平面に平行な横断面の形状及び大きさは、Ｚ方向において一定であってもよいし（図示の例）、一定でなくてもよい。また、当該横断面の形状は、円形又は多角形等の適宜な形状とされてよい。

導電部材２３が第１抵抗発熱体１５Ａよりも上方へ突出する突出量は、例えば、第１抵抗発熱体１５Ａの厚さよりも小さくてもよいし、同等でもよいし、大きくてもよい。下方への突出量も同様である。導電部材２３の抵抗発熱体１５の幅方向における幅（円柱状の導電部材２３においては直径）は、抵抗発熱体１５の幅よりも小さくてもよいし、同等でもよいし、大きくてもよい。例えば、導電部材２３の直径は、抵抗発熱体１５の幅よりも小さく、接続導体２１は、平面視においてその全周に亘って直接に、又は被覆部２５を介して間接に抵抗発熱体１５と接続されている。ただし、接続導体２１は、平面視において側面の一部のみが抵抗発熱体１５に接続されていてもよい。

導電部材２３は、各種の金属（純金属又は合金）によって構成されてよい。その主成分は、抵抗発熱体１５の主成分と同一であってもよいし、異なっていてもよい。例えば、導電部材２３の材料は、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、導電部材２３は、例えば、後述する製造方法の観点からは、金属バルク材（金属の塊）から構成されている。換言すれば、導電部材２３は、導電ペーストが生のセラミック（基体１３）と同時焼成されることによって作製されたものではない。従って、例えば、導電部材２３は、導電ペーストからなる導体とは異なり、セラミック粉末及び／又はガラス粉末（無機絶縁物）を含んでいない。導電部材２３の製造方法は適宜なものとされてよい。例えば、導電部材２３は、粉末冶金又は鋳造によって作製されてよい。

被覆部２５は、上述のように導電部材２３の表面の少なくとも一部を覆っている。後述する種々の変形例からも理解されるように、被覆部２５は、導電部材２３の表面のうちの適宜な位置を覆ってよい。本実施形態では、被覆部２５は、導電部材２３の表面の全体を覆っている。すなわち、被覆部２５は、導電部材２３の側面（Ｚ方向に平行な軸回りの外周面）の全体を覆っているとともに、導電部材２３の両側の端面（Ｚ方向に面する面）の全体を覆っている。そして、被覆部２５は、導電部材２３と抵抗発熱体１５との間に介在して両者を接続（別の観点では接合）している。

被覆部２５の、導電部材２３の表面からの厚さは適宜に設定されてよい。例えば、被覆部２５は、図示の例のように、膜又は層として概念できる厚さであってもよいし（面積に対して十分に薄くてもよいし）、図示の例とは異なり、そのように概念できない厚さを有していてもよい。被覆部２５の厚さは、その全体に亘って概ね一定であってもよいし、部位毎に互いに異なっていてもよい。例えば、被覆部２５の厚さは、導電部材２３の側面を覆う部分と導電部材２３の端面を覆う部分とで異なっていてもよいし（いずれが相対的に厚くてもよい）、ＸＹ平面に平行な方向の一方側の側面を覆う部分と他方側の側面を覆う部分とで異なっていてもよい。被覆部２５の厚さは、抵抗発熱体１５の厚さよりも薄くてもよいし、同等でもよいし、厚くてもよい。

被覆部２５は、各種の金属によって構成されてよい。その主成分は、抵抗発熱体１５の主成分及び／又は導電部材２３の主成分と同一であってもよいし、異なっていてもよい。例えば、被覆部２５の主成分は、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。被覆部２５の材料の組成の一例を挙げると、当該材料は、９３質量％以上９６質量％以下のタングステン（Ｗ）と、４質量％以上７質量％以下のＡｌ_２Ｏ_３を含む。

また、被覆部２５は、例えば、後述する製造方法の観点からは、導電ペーストが生のセラミック（基体１３）と同時焼成されることによって作製されてよい。換言すれば、被覆部２５は、無機絶縁物等を含むものであってもよい。これらは、導電ペーストに当初から含まれるものであってもよいし、基体１３の材料に由来するものであってもよい。具体例を挙げると、基体１３の主成分として窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を用い、その焼結助剤としてＹ_２Ｏ_３を用いた場合においては、被覆部２５には、Ａｌの化合物（ＡｌＮ及び／又はＡｌ_２Ｏ_３）、Ｙの化合物（Ｙ_２Ｏ_３）及び／又はＡｌとＹの化合物（Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２）などが２０体積％以上含まれる。この場合、別の観点では、基体１３（例えばその焼結助剤）と、被覆部２５に含まれる金属化合物とは、互いに同じ金属元素（例えばＹ）を含む。

被覆部２５となる導電ペーストの組成の一例を示す。導電ペーストは、例えば、９３質量％以上９６質量％以下のタングステン（Ｗ）と、４質量％以上７質量％以下のＡｌ_２Ｏ_３を含む。ＷとＡｌ_２Ｏ_３の質量を合計１００質量部としたとき、導電ペーストは、アセトン２０質量部以上５０質量部以下、有機バインダ１０質量部以上１５質量部以下を含む。アセトンは、ペーストの粘度を調整するため可変であり、また、製造過程で蒸発して一部が無くなる。

（導電部材及び被覆部の材料の相違）
上記のように、導電部材２３は、例えば、金属バルク材によって作製されており、被覆部２５は、基体１３と同時焼成される導電ペーストによって作製されている。この相違に起因して、両者の材料は、種々の相違点が存在している。別の観点では、各材料の種々の特徴から、金属バルク材によって作製されていること、又は導電ペーストによって作製されていることを特定することができる。以下では、金属バルク材（導電部材２３）が粉末冶金によって作製されている態様を例に取り、導電部材２３及び被覆部２５の材料の種々の相違点を挙げる。

（粒径）
図４は、図３（ｂ）の領域IVの拡大断面図である。なお、ヒータプレート９の鏡面加工された断面をＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）によって撮像することによって、この断面図と同様の写真を得ることができる。

導電部材２３は、金属からなる複数の第１結晶粒２７を含んでおり、この複数の第１結晶粒２７が互いに接していることによって構成されている。また、被覆部２５は、金属からなる複数の第２結晶粒２９を含んでおり、この複数の第２結晶粒２９が互いに接していることによって構成されている。そして、第１結晶粒２７の径（例えば円相当径。以下、特に断りが無い限り、同様。第２結晶粒２９についても、また、粒径若しくは結晶粒径という場合も同様。）は、第２結晶粒２９の径よりも大きい。

このような差が生じる理由は、以下のとおりである。導電部材２３は、粉末冶金によって作製されていることから、焼結によって金属粉末の緻密化及び粒成長が進み、粒径が相対的に大きくなる。一方、被覆部２５は、導電ペーストが生のセラミック（基体１３）と同時焼成されて作製されていることから、金属粉末が焼結しにくい。その結果、金属粉末の粒径は、出発原料の段階の金属粉末の粒径と同等、又は当該粒径から若干粒成長した程度となり、相対的に小さくなる。

導電部材２３内に微細な第１結晶粒２７が存在したり、被覆部２５内に特異的に大きい第２結晶粒２９が存在したりして、一部の第１結晶粒２７の径が一部の第２結晶粒２９の径よりも小さい場合もあり得る。本実施形態の説明において、第１結晶粒２７の径が第２結晶粒２９の径よりも大きいという場合は、特に断りが無い限りは、代表値に関して、前者が後者に対して大きいことを指すものとする。代表値は、例えば、平均値、中央値又は最頻値であり、これらは個数基準であってもよいし、又は面積基準であってもよい。

第１結晶粒２７の径が第２結晶粒２９の径よりも大きいことは、図４に例示するように両者の差が大きい場合においては、図４のような断面写真の目視によって特定されてよい。また、後に例示する測定方法によって第１結晶粒２７及び第２結晶粒２９の径を測定して両者を比較してもよい。

第１結晶粒２７及び第２結晶粒２９それぞれの具体的な粒径は、適宜な大きさとされてよい。一例を挙げると、複数の第１結晶粒２７の粒径は、円相当径の代表値（既述）が２５μｍ以上１２０μｍ以下、又は３０μｍ以上６０μｍ以下である。一方、複数の第２結晶粒２９の粒径は、円相当径の代表値が２０μｍ以下又は５μｍ以下である。

粒径の測定は、適宜な方法とされてよい。例えば、まず、ヒータプレート９を切断し、切断面をダイヤモンド砥粒等の研磨剤を用いて鏡面に加工する。次に、ＳＥＭを用いて前記の鏡面を観察し、反射電子像の写真を撮影する。このときの倍率は、結晶粒径の代表値を得るのに十分な数（例えば３０個以上）の第１結晶粒２７及び第２結晶粒２９が撮像されるものとする。第１結晶粒２７の粒径の測定用の倍率と、第２結晶粒２９の粒径の測定用の倍率とは異なっていてよい。次に、この写真（画像）について、画像解析ソフト「Ａ像くん」（登録商標、旭化成エンジニアリング（株）製）の粒子抽出及び粒子解析という手法を適用して画像解析を行なう。これにより、結晶粒の粒径について種々の代表値を得ることができる。

（金属の含有割合）
導電部材２３の金属の含有割合は、被覆部２５の金属の含有割合よりも大きい。これは、既に述べたように、被覆部２５には、導電ペーストに含まれていた無機絶縁物、及び／又は基体１３の材料に由来する無機絶縁物が含まれることからである。無機絶縁物の具体例については既に述べた。導電部材２３の金属の含有割合が被覆部２５の金属の含有割合よりも大きいことは、図４のような断面写真の目視によって特定されてもよいし、後に例示する測定方法によって第１結晶粒２７及び第２結晶粒２９における金属の含有割合を測定することによって特定されてもよい。

導電部材２３及び被覆部２５それぞれにおける金属の含有割合は、適宜な大きさとされてよい。一例を挙げると、導電部材２３における金属の含有割合は、図４のような断面において９０面積％以上又は９５面積％以上である。この値は、後述する気孔の面積％を考慮したものであってもよいし、考慮しないものであってもよい。被覆部２５における金属の含有割合は、図４のような断面において６０面積％以上８０面積％以下である。この値は、例えば、後述する気孔の面積％を考慮しない（気孔の面積を分母に含めない）場合の値である。上記に例示した面積％の値は、体積％に適用されてもよい。

金属の含有割合の測定は、適宜な方法とされてよい。例えば、まず、粒径の測定で説明したように、ＳＥＭを用いてヒータプレート９の断面の鏡面の画像を得る。この画像において、金属の断面が現れている領域を黒く塗りつぶす。なお、画像における色相と金属（元素の種類）との対応関係は、ＥＤＳ（Energy dispersive X-ray spectrometry）及び／又はＥＰＭＡ（Electron Probe Micro Analyzer）等を用いた回析によって特定されてよい。そして、前述の「Ａ像くん」の解析条件において、粒子の明度を「暗」とし、２値化の方法を「自動」とし、「シェーディング」を「有」とし、「Ａ像くん」の粒子解析という手法を適用する。これにより、金属の面積比率を求めることができる。なお、このように得られた面積％は、体積％と捉えられても構わない。

ここで、被覆部２５における金属の含有割合は、抵抗発熱体１５における金属の含有割合よりも小さくてもよいし、同等でもよいし、大きくてもよい。例えば、被覆部２５における金属の含有割合は、抵抗発熱体１５における金属の含有割合に比較して、１面積％以上又は２面積％以上の差で大きくてよい。この面積％の値は、体積％に適用されてもよい。

（気孔率）
導電部材２３における気孔率は、被覆部２５における気孔率よりも小さい。これは、既に述べたように、導電部材２３は、焼結によって緻密化が進む一方で、被覆部２５は、焼結しにくく、ひいては、緻密化が進みにくいことからである。導電部材２３における気孔率が被覆部２５における気孔率よりも小さいことは、図４のような断面写真の目視によって特定されてもよいし、後に例示する測定方法によって気孔率を測定することによって特定されてもよい。

導電部材２３及び被覆部２５それぞれにおける気孔率は、適宜な大きさとされてよい。一例を挙げると、導電部材２３における気孔率は、図４のような断面において５面積％以下である。被覆部２５における気孔率は、図４のような断面において１０面積％以上又は１５面積％以下である。これらの面積％の値は、体積％に適用されてもよい。

気孔率の測定は、適宜な方法とされてよい。例えば、上記の金属の含有割合の測定方法において、金属の断面が現れている領域を黒く塗りつぶすことに代えて、気孔が現れている領域を黒く塗りつぶす。これにより、気孔の面積％を得ることができる。この面積％は、体積％と捉えられても構わない。

（接続導体付近における抵抗発熱体の形状）
図３（ｂ）に戻って、抵抗発熱体１５は、接続導体２１に接続されている部分が基体１３の上面１３ａに対して傾斜していてもよい。別の観点では、抵抗発熱体１５は、概ね同一平面内に位置しており、抵抗発熱体１５の大部分（例えば８割以上）を占めている主部１５ａと、主部１５ａに対して傾斜しており、接続導体２１に接続されている傾斜部１５ｂとを有していてよい。

傾斜部１５ｂは、主部１５ａに対して、上面１３ａ側及び下面１３ｂ側のいずれに傾斜してもよい。また、抵抗発熱体１５が基体１３の厚みの中央よりもＺ方向の一方側にずれているときに、当該抵抗発熱体１５の傾斜部１５ｂは、前記一方側に傾斜していてもよいし、他方側に傾斜していてもよい。また、２つの抵抗発熱体１５の傾斜部１５ｂが傾斜する方向は、互いに同一であってもよいし、互いに逆であってもよい。図示の例では、第１抵抗発熱体１５Ａの傾斜部１５ｂは、上面１３ａ側に傾斜しており、第２抵抗発熱体１５Ｂの傾斜部１５ｂは、下面１３ｂ側に傾斜している。

傾斜部１５ｂは、曲面状であってもよいし（図示の例）、平面状であってもよい。前者の場合、例えば、傾斜部１５ｂは、接続導体２１に近づくほど傾斜角が大きくなるように湾曲している。傾斜部１５ｂの傾斜角及び長さ（例えば上面１３ａに平行な方向の長さ）は適宜な大きさとされてよい。例えば、傾斜部１５ｂの傾斜角は、図３（ｂ）のような断面写真において目視によって確認できる大きさである。また、例えば、傾斜部１５ｂの上面１３ａ（主部１５ａ）に対する傾斜角は、最大値又は平均値が５°以上３０°以下である。

（ヒータプレートの製造方法）
図５は、ヒータプレート９の製造方法の手順の一例を示すフローチャートである。また、図６（ａ）〜図６（ｄ）は、製造途中のヒータプレート９の一部を示す、図３（ｂ）に相当する断面図である。各部材の材質及び形状等は、製造過程の進行に伴って変化する。ただし、説明の便宜上、材質及び形状等の変化の前後で同一の符号を用いる。

ステップＳＴ１では、焼成前の第１絶縁層１９Ａ〜第５絶縁層１９Ｅ（セラミックグリーンシート）を準備する（図６（ａ）参照）。

図示の例では、理解を容易にするために、ステップＳＴ２の前に全てのセラミックグリーンシートが準備されるものとしている。実際には、一部のセラミックグリーンシートは、ステップＳＴ２の後に作製されても構わない。他のステップについても同様に、実際には、各ステップの全部又は各ステップの一部は、図５を参照して説明される順序よりも前又は後に行われてよい。

ステップＳＴ２では、焼成前の第２絶縁層１９Ｂ〜第４絶縁層１９Ｄと、焼成前の第１抵抗発熱体１５Ａ及び第２抵抗発熱体１５Ｂ（第１導電ペースト層及び第２導電ペースト層）の積層体（第１積層体）を得る（図６（ａ）参照）。具体的には、例えば、第２絶縁層１９Ｂの下面、又は第３絶縁層１９Ｃの上面に第１抵抗発熱体１５Ａとなる第１導電ペースト層を配置し、第３絶縁層１９Ｃの下面、又は第４絶縁層１９Ｄの上面に第２抵抗発熱体１５Ｂとなる第２導電ペースト層を配置し、第２絶縁層１９Ｂ〜第４絶縁層１９Ｄを積層する。

ステップＳＴ３では、ステップＳＴ２で得た焼成前の第１積層体（第２絶縁層１９Ｂ〜第４絶縁層１９Ｄ）に、接続導体２１が配置される穴１３ｈを形成する（図６（ａ）参照）。穴１３ｈは、例えば、貫通孔である。なお、穴１３ｈは、積層前に各セラミックグリーンシートに対して形成されてもよい。

ステップＳＴ４では、図６（ｂ）に示すように、導電部材２３（金属バルク材）及び焼成前の被覆部２５（導電ペースト）を穴１３ｈに配置する。具体的には、例えば、まず、導電部材２３を穴１３ｈに配置する。次に、導電部材２３と穴１３ｈとの隙間に被覆部２５となる導電ペーストを充填する。ただし、上記とは逆に、導電ペーストを穴１３ｈ内に配置した後に導電部材２３を穴１３ｈに挿入してもよい。また、導電部材２３の周囲に被覆部２５となる導電ペーストを配置し、これを穴１３ｈに配置してもよい。穴１３ｈは、導電ペーストが隙間なく充填されてもよいし、一部（上端、下端、穴１３ｈの内面付近及び／又は導電部材２３の外面付近）に隙間が存在してもよい。

図６（ｂ）に例示しているように、ステップＳＴ５に先立って、穴１３ｈの両端の開口のうち一方は、焼成前の第１絶縁層１９Ａ又は第５絶縁層１９Ｅ（図示の例では後者）によって塞がれてよい。そして、導電部材２３及び導電ペースト（被覆部２５）は、他方の開口から穴１３ｈ内に配置されてよい。ただし、穴１３ｈの一方の開口が絶縁層１９以外の部材によって塞がれた状態で導電部材２３及び導電ペーストを配置するなど、図示とは異なる態様とされてもよい。

ステップＳＴ５では、図６（ｃ）に示すように、穴１３ｈの両端の開口のうち塞がれていなかったものを残りの焼成前の絶縁層（図示の例では第１絶縁層１９Ａ）によって塞ぐ。これにより、焼成前の第１絶縁層１９Ａ〜第５絶縁層１９Ｅからなる第２積層体が得られる。この際、矢印で示すように、適宜に積層方向に適宜に加圧がなされてよい。

ステップＳＴ６では、図６（ｄ）に示すように、上記の第２積層体（生の基体１３）を焼成する。焼成に伴って、基体１３及び導電ペースト（抵抗発熱体１５等）は、厚み方向及び平面方向に収縮する。一方、導電部材２３は、金属バルク材であることから、そのような収縮を生じない。その結果、基体１３（及び導電ペースト）は、導電部材２３の周囲においては収縮量が減じられる。より詳細には、例えば、第３絶縁層１９Ｃの厚み方向の収縮量は、導電部材２３の周囲において低減される。その結果、第３絶縁層１９Ｃを挟んで対向する２つの抵抗発熱体１５は、導電部材２３に近づくほど、互いの距離が長くなる。ひいては、傾斜部１５ｂが形成される。

以上のとおり、本実施形態では、多層基板（ヒータプレート９）は、絶縁性の基体１３と、第１導体（第１抵抗発熱体１５Ａ）と、第２導体（第２抵抗発熱体１５Ｂ）と、接続導体２１とを有している。基体１３は、第１面（上面１３ａ）及びその背面の第２面（下面１３ｂ）を有している。第１抵抗発熱体１５Ａは、基体１３内にて上面１３ａに沿っている。第２抵抗発熱体１５Ｂは、基体１３内、かつ第１抵抗発熱体１５Ａに対して下面１３ｂ側にて上面１３ａに沿っている。接続導体２１は、基体１３内にて第１抵抗発熱体１５Ａと第２抵抗発熱体１５Ｂとを接続している。また、接続導体２１は、第１抵抗発熱体１５Ａよりも下面１３ｂ側から第１抵抗発熱体１５Ａよりも上面１３ａ側へ亘っていることにより当該接続導体２１の側面にて第１抵抗発熱体１５Ａに接続されている。接続導体２１の上面１３ａ側の端部は、基体１３内に位置している。また、当該端部は、電流が流れる他の導体に接続されていない。

ここで、例えば、本実施形態とは異なり、接続導体２１の上面と第１抵抗発熱体１５Ａの下面とを接続し、接続導体２１の下面と第２抵抗発熱体１５Ｂの上面とを接続する場合、接続導体２１の上下の長さの製造誤差、及び２つの抵抗発熱体１５の距離の製造誤差を小さくしなければならない。しかし、本実施形態では、そのような必要性が低減される。また、例えば、ヒータプレート９の温度が変化して接続導体２１と基体１３との間で熱膨張差が生じる場合、接続導体２１は、一般には、基体１３の厚み方向に長い形状であることから、基体１３の厚み方向において熱膨張差が大きくなりやすい。ひいては、接続導体２１と抵抗発熱体１５との相対位置が基体１３の厚み方向にずれやすい。しかし、接続導体２１の側面が抵抗発熱体１５と接続されていることにより、上記のような位置ずれが生じても、両者の接続が維持される。これらのことから、例えば、接続導体２１と抵抗発熱体１５との接続の信頼性が向上し、ひいては、第１抵抗発熱体１５Ａと第２抵抗発熱体１５Ｂとの接続の信頼性が向上する。また、例えば、接続導体２１の上端が第１抵抗発熱体１５Ａよりも上方に位置していることよって、前記上端は第１抵抗発熱体１５Ａから離れる。一方、接続導体２１の上下方向への膨張に起因して生じるＺ方向における応力は、接続導体２１の上端から基体１３へ伝わりやすい。従って、Ｚ方向における応力が基体１３に加えられる位置が抵抗発熱体１５から離れ、抵抗発熱体１５付近において基体１３等に意図していない変形が生じる蓋然性が低減される。

また、本実施形態では、接続導体２１は、導電部材２３と、被覆部２５とを有している。導電部材２３は、第１抵抗発熱体１５Ａと第２抵抗発熱体１５Ｂとの距離以上の長さを有している。被覆部２５は、導電部材２３を構成する材料とは異なる導電性の材料からなり、導電部材２３の表面の少なくとも一部に接している。

この場合、例えば、接続導体２１の内部と外部とで材料が異なることを利用して、種々の効果を得ることができる。例えば、導電部材２３は電気抵抗の低減の観点において有利な材料としつつ、被覆部２５は、抵抗発熱体１５との接合強度の向上及び／又は熱膨張差（熱応力）の緩和の観点において有利な材料とすることができる。また、例えば、導電部材２３を金属バルク材によって作製し、被覆部２５を導電ペーストによって作製することができる。

上記のように、金属バルク材及び導電ペーストを用いる場合においては、例えば、基体１３の焼成に伴う収縮によって導電部材２３を確実に基体１３に保持するとともに導電部材２３と抵抗発熱体１５とを確実に当接させることができる。加えて、例えば、被覆部２５によって導電部材２３と抵抗発熱体１５の隙間を埋めて、かつ接合することができるので、導電部材２３と抵抗発熱体１５との接続の信頼性を向上させることができる。

また、本実施形態では、導電部材２３は、互いに接触している導電性の複数の第１結晶粒２７を有している。被覆部２５は、互いに接触している導電性の複数の第２結晶粒２９を有している。複数の第１結晶粒２７の平均結晶粒径（例えば、円相当径の平均値）は、複数の第２結晶粒２９の平均結晶粒径よりも大きい。

この場合、例えば、導電部材２３において抵抗値を低減し、ひいては、接続導体２１における意図していない発熱を低減することができる。なお、第１結晶粒２７の平均結晶粒径が第２結晶粒２９の平均結晶粒径よりも大きいことは、導電部材２３が金属バルク材によって作製され、被覆部２５が導電ペーストによって作製されたことの証拠の一つとなり得る。

また、本実施形態では、被覆部２５の金属の含有割合が導電部材２３の金属の含有割合よりも低い。

この場合、例えば、被覆部２５の熱膨張係数は、金属の含有割合が高い場合に比較して、基体１３の熱膨張係数に近くなる。その結果、接続導体２１と基体１３との熱膨張差が低減され、ひいては、基体１３に加えられる熱応力が低減される。その結果、例えば、基体１３にクラックが発生する蓋然性が低減される。なお、被覆部２５における金属の含有割合が導電部材２３における金属の含有割合よりも低いことは、導電部材２３が金属バルク材によって作製され、被覆部２５が導電ペーストによって作製されたことの証拠の一つとなり得る。

また、本実施形態では、被覆部２５の気孔率が導電部材２３の気孔率よりも高い。

この場合、例えば、被覆部２５の弾性率は、気孔率が低い場合に比較して低くなる。ひいては、接続導体２１と基体１３との間の熱膨張差に起因して生じる熱応力が低減される。その結果、例えば、基体１３にクラックが発生する蓋然性が低減される。なお、被覆部２５における気孔率が導電部材２３における気孔率よりも低いことは、導電部材２３が金属バルク材によって作製され、被覆部２５が導電ペーストによって作製されたことの証拠の一つとなり得る。

また、本実施形態では、導電部材２３及び被覆部２５は、互いに同一種類の金属を主成分として含んでいる。

この場合、例えば、導電部材２３と被覆部２５との接合強度が向上する。その結果、２つの抵抗発熱体１５の接続の信頼性が向上する。

また、本実施形態では、第１抵抗発熱体１５Ａは、層状導体であり、主部１５ａと、傾斜部１５ｂとを有している。主部１５ａは、上面１３ａに沿っている。傾斜部１５ｂは、接続導体２１に近い側が上面１３ａ側又は下面１３ｂ側（本実施形態では上面１３ａ側）に位置するように主部１５ａに対して傾斜しているとともに接続導体２１に接続されている。

この場合、例えば、接続導体２１と基体１３との熱膨張差によって第１抵抗発熱体１５Ａが変形したときに、第１抵抗発熱体１５Ａは、変形前から傾斜していることから、変形によって生じる熱分布の変化が緩和される。なお、傾斜部１５ｂが形成されていることは、接続導体２１が金属バルク材（導電部材２３）を含んで作製されたことの証拠の一つとなり得る。

また、本実施形態では、第１抵抗発熱体１５Ａにおいて、傾斜部１５ｂは、接続導体２１に近い側が上面１３ａ側に位置するように主部１５ａに対して傾斜している。第２抵抗発熱体１５Ｂにおいて、傾斜部１５ｂは、接続導体２１に近い側が下面１３ｂ側に位置するように主部１５ａに対して傾斜している。

この場合、例えば、基体１３の厚み方向における接続導体２１の熱膨張によって２つの抵抗発熱体１５が互いに離反する方向に変形しても、抵抗発熱体１５は、変形前から傾斜していることから、変形によって生じる熱分布の変化が緩和される。接続導体２１付近において２つの抵抗発熱体１５は、互いに離反する方向に変形する蓋然性が高いことから、熱分布の変化を緩和できる蓋然性が高い。

本実施形態では、上記のような多層基板（ヒータプレート９）は、ヒータシステム１０１に適用されている。ヒータシステム１０１は、ヒータプレート９と、第１抵抗発熱体１５Ａ及び第２抵抗発熱体１５Ｂに電気的に接続されている電力供給部３と、を有している。

この場合、例えば、発熱量は、抵抗発熱体１５に供給された電力によって規定されることから、接続導体２１の接続の信頼性が向上し、電力供給部３から抵抗発熱体１５へ至る経路の抵抗値が安定することによって、発熱量が安定する。

また、本実施形態では、ヒータプレート９の製造方法は、第１積層ステップ（ＳＴ２）と、穴形成ステップ（ＳＴ３）と、導体配置ステップ（ＳＴ４）と、第２積層ステップ（ＳＴ５）と、焼成ステップ（ＳＴ６）と、を有している。第１積層ステップでは、複数のセラミックグリーンシート（第２絶縁層１９Ｂ〜第３絶縁層１９Ｃ）と、第１抵抗発熱体１５Ａとなる第１導電ペースト層と、第２抵抗発熱体１５Ｂとなる第２導電ペースト層とを積層して第１積層体を得る。第１積層体における複数のセラミックグリーンシートは、基体１３のうち少なくとも第１抵抗発熱体１５Ａよりも上面１３ａ側の位置から第２抵抗発熱体１５Ｂの位置までの部分（第２絶縁層１９Ｂ及び第３絶縁層１９Ｃ）となるものである。穴形成ステップでは、第１導電ペースト層（１５Ａ）よりも上面１３ａ側の位置から第２導電ペースト層（１５Ｂ）の位置まで亘っているとともに、第１積層体（１９Ｂ〜１９Ｄ）の上面１３ａ側の面及び下面１３ｂ側の面の少なくとも一方（実施形態では双方）に開口している穴１３ｈを第１積層体に形成する。なお、第５絶縁層１９Ｅを第１積層体の一部とみなし、凹部としての穴１３ｈが形成されると捉えてもよい。導体配置ステップでは、接続導体２１となる、金属バルク材（２３）及び導電ペースト（２５）の少なくとも一方（実施形態では双方）を穴に１３ｈに配置する。第２積層ステップでは、穴１３ｈの開口を塞ぐようにセラミックグリーンシート（第１絶縁層１９Ａ）を第１積層体（第２絶縁層１９Ｂ〜第４絶縁層１９Ｄ）に重ねて第２積層体を得る。焼成ステップでは、第２積層体を焼成する。

従って、例えば、従来の多層基板の製造方法に類似した製造方法によって、接続導体２１の側面と第１抵抗発熱体１５Ａとを接続する本実施形態の構成を実現することができる。また、金属バルク材（２３）及び導電ペースト（２５）を穴１３ｈに配置して、導電部材２３及び被覆部２５を有する接続導体２１を作製することによって、上述した種々の効果を得ることができる。

［変形例］
接続導体２１及びその周辺の構成の変形例について以下に述べる。以下の説明では、基本的に、実施形態との相違点についてのみ述べる。従って、特に言及がない事項については、実施形態と同様とされてよい。また、実施形態の構成と対応する構成については、実施形態の構成と差異があっても、便宜上、実施形態の構成に付した符号と同一の符号を付すことがある。

（第１変形例）
図７（ａ）は、第１変形例に係る構成を示す、図３（ｂ）に相当する図である。

この変形例では、導電部材２３は、少なくとも一方の端部側（図示の例では下端側）ほど細くなる形状（テーパ状）とされている。換言すれば、導電部材２３は、第１部位２３ａと、第１部位２３ａの径（別の観点では横断面の面積）よりも径が小さい第２部位２３ｂとを有している。第１部位２３ａは、例えば、導電部材２３のうち、上面１３ａから下面１３ｂへの方向（Ｚ方向）の中央部分を含む部分である。第２部位２３ｂは、導電部材２３のうちＺ方向の端部を含む部分である。

第１部位２３ａにおいて、導電部材２３の径は、Ｚ方向において一定であってもよいし、第２部位２３ｂ側ほど小さくなっていてもよい（図示の例）。第２部位２３ｂは、例えば、端部側ほど径が小さくなっている。ただし、第２部位２３ｂの径は、図示の例とは異なり、第１部位２３ａの径よりも小さいことを条件として、Ｚ方向に一定であってもよい。第１部位２３ａと第２部位２３ｂとの径の差、両者のそれぞれのＺ方向の長さ、各部位がテーパ状である場合のテーパ面の傾斜角等は適宜に設定されてよい。

また、この変形例では、被覆部２５のうち導電部材２３の側面を覆う部分の厚さが変化している。具体的には、例えば、上記のように導電部材２３の径が端部側（−Ｚ側）ほど小さくなっているのに対して、穴１３ｈの径はＺ方向において概ね一定である。そして導電部材２３の径が−Ｚ側ほど小さくなっている分だけ、被覆部２５は、−Ｚ側ほど厚くなっている。図７（ａ）では、導電部材２３の側面のうち＋Ｚ側の領域を覆う被覆部２５が描かれていない。これは、被覆部２５が相対的に薄いために図示が省略されているだけと捉えられてもよいし、実際に被覆部２５が設けられていないと捉えられてもよい。

このように、導電部材２３が第１部位２３ａ及び当該第１部位２３ａの径よりも径が小さい第２部位２３ｂを有する形状であると、例えば、導電部材２３のＺ方向の位置によって、導電部材２３（及び被覆部２５）の熱膨張量を調整することができる。従って、例えば、抵抗発熱体１５の近くにおいては導電部材２３の体積を小さくし（及び被覆部２５の体積を大きくし）、熱応力を低減し、接続の信頼性を向上させることができる。また、製造方法の観点からは、端部側が細くなっていることによって、導電部材２３を穴１３ｈへ挿入することが容易化される。単に第２部位２３ｂが第１部位２３ａよりも径が小さいだけでなく、第２部位２３ｂが端部側（下面１３ｂ側）ほど径が小さくなる形状を有している場合においては、上記の種々の効果が向上する。

（第２変形例）
図７（ｂ）は、第２変形例に係る構成を示す、図３（ｂ）に相当する図である。

この変形例では、被覆部２５は、導電部材２３の側面の全部又は大部分（例えば８割以上）を覆っておらず、導電部材２３の端面のみを覆っている。又は、被覆部２５において、導電部材２３の端面を覆っている部分は、導電部材２３の側面を覆っている部分に比較して、十分に厚い。例えば、前者は後者の２倍以上、５倍以上又は１０倍以上である。図示の例では、導電部材２３の両端において、被覆部２５が設けられ、又は被覆部２５が厚くされている。ただし、一端においてのみ、被覆部２５が設けられ、又は被覆部２５が厚くされていてもよい。

既に述べたように、接続導体２１の長さ（Ｚ方向）が接続導体２１の径（ＸＹ平面に平行な方向）よりも長い場合においては、Ｚ方向において接続導体２１と基体１３との間の熱膨張差が大きくなりやすい。そして、接続導体２１の端面においてのみ被覆部２５を設け、又は端面において被覆部２５を厚くすることによって、被覆部２５による熱応力の緩和の効果をＺ方向において大きくすることができる。別の観点では、被覆部２５の総量を低減することができる。

（第３変形例）
図８（ａ）は、第３変形例に係る構成を示す、図３（ｂ）に相当する図である。

この変形例では、接続導体２１と基体１３との間に空隙３１が構成されている。空隙３１は、例えば、密閉されている。空隙３１は、真空状態とされ、又は気体が存在している。真空状態は、実際には、大気圧よりも低い圧力の状態である。気体は、例えば、空気又は不活性ガス（例えば窒素）である。

空隙３１は、具体的には、接続導体２１に対して上面１３ａ側及び下面１３ｂ側の少なくとも一方（図示の例では双方）に位置している。空隙３１の形状及び大きさは適宜に設定されてよい。このような空隙３１は、例えば、穴１３ｈの容積に対して金属バルク材（導電部材２３）及び導電ペースト（被覆部２５）の体積を小さくすることによって形成できる。

このように空隙３１が形成されていると、例えば、接続導体２１の熱膨張によって大きな応力が基体１３に加えられる蓋然性が低減され、ひいては、基体１３にクラックが生じる蓋然性が低減される。特に、空隙３１が接続導体２１の上面１３ａ側及び下面１３ｂ側の少なくとも一方に位置している場合においては、既に述べたように接続導体２１はＺ方向において熱膨張量が大きくなりやすいから、上記の効果が向上する。

（第４及び第５変形例）
図８（ｂ）は、第４変形例に係る構成を示す、図３（ｂ）に相当する図である。図８（ｃ）は、第５変形例に係る構成を示す、図３（ｂ）に相当する図である。

第４変形例は、第３変形例の空隙３１を第１変形例（図７（ａ））に適用したものである。第５変形例は、第３変形例の空隙３１を第２変形例（図７（ｂ））に適用したものである。これらの変形例においても、第３変形例と同様の効果が奏される。ここで、第１変形例及び第２変形例は、被覆部２５の体積が導電部材２３のＺ方向の一方側又は両側において相対的に大きく確保されることによって、導電部材２３のＺ方向における熱膨張に起因する熱応力を緩和しやすい構成である。このような構成に空隙３１が組み合わされることによって、基体１３に加えられる応力を低減する効果が向上する。

（第６変形例）
図９（ａ）は、第６変形例に係る構成を示す、図３（ｂ）に相当する図である。

図９（ａ）では、接続導体２２１には、導電部材２３及び被覆部２５の区別が示されていない。接続導体２２１は、図示そのままに、金属バルク材のみ、又は導電ペーストのみから構成されていると捉えられてもよいし、導電部材２３及び被覆部２５の図示が省略されているだけと捉えられてもよい。ただし、後者の場合において、導電部材２３の形状は、例えば、接続導体２２１の形状と概ね同様の形状（接続導体２２１の形状を一回り小さくした形状）であるものとする。後述する第７変形例（図９（ｂ））についても同様である。

この変形例では、接続導体２２１は、断面視において台形状に構成されている。すなわち、接続導体２２１の側面は、台形の脚を構成しており、接続導体２２１の上面及び下面は、台形の上底及び下底を構成している。図示の例では、上底（相対的に短い底）が上面１３ａ側に、下底が下面１３ｂ側に位置しているが、上底及び下底の位置関係は図示とは逆であってもよい。そして、接続導体２２１（又は導電部材２３）は、台形の脚において、抵抗発熱体１５と接続されている。

別の観点では、接続導体２２１（穴１３ｈ）は、基体１３の厚さ方向に対して傾斜する傾斜面を有している。そして、接続導体２２１は、上記の傾斜面において抵抗発熱体１５と接続されている。傾斜面の傾斜角は適宜に設定されてよい。図示の例では、２つの抵抗発熱体１５の双方が傾斜面において接続導体２２１（導電部材２３）と接続されている。図示の例とは異なり、一方の抵抗発熱体１５のみが傾斜面において接続導体２２１と接続されていてもよい。

このような構成は、例えば、接続導体２２１（又は導電部材２３）として、断面視で台形状の金属バルク材を用いることによって実現することができる。穴１３ｈは、例えば、焼結に伴う収縮の際に、その内面が金属バルク材の外面に密着することによって図示の形状になる。ただし、穴１３ｈは、接続導体２２１となる導体が配置される前から図示の形状又はこれに類似する形状にされてもよい。この場合には、接続導体２２１として導電ペーストのみを用いることも可能である。

この変形例においては、例えば、接続導体２２１（又は導電部材２３）として、図示の形状の金属バルク材を用いると、基体１３の、焼結によって平面方向（ＸＹ平面）に収縮する力を台形の脚に沿って上底側へ向けることができる。その結果、抵抗発熱体１５の傾斜部１５ｂは、上底側に傾斜しやすくなる。すなわち、傾斜部１５ｂの傾斜方向を制御しやすくなる。また、例えば、抵抗発熱体１５は、平面方向において接続導体２１側へ移動しつつ台形の脚に沿って上底側へ移動するから、図示のように、台形の脚に対する接触面積が増加する。これにより、接続の信頼性が向上する。また、例えば、接続導体２２１がＺ方向に熱膨張したときに、その力をＸＹ方向へ逃がしやすくなる。当該効果は、接続導体２２１が導電ペーストのみから構成される場合にも生じる。

（第７変形例）
図９（ｂ）は、第７変形例に係る構成を示す、図９（ａ）と同様の図である。

上記の第６変形例に係る説明から理解されるように、第６変形例で述べた効果は、接続導体が断面視において台形状の態様だけでなく、接続導体が抵抗発熱体１５との接続位置において傾斜面を有している種々の態様において奏される。そして、第７変形例では、接続導体３２１は、台形状ではなく、六角形状とされている。２つの抵抗発熱体１５の傾斜部は、第６変形例とは異なり、互いに逆向きに傾斜している。

以上の実施形態及び変形例において、ヒータプレート９は多層基板の一例である。上面１３ａ及び下面１３ｂは、一方が第１面の一例であり、他方が第２面の一例である。第１抵抗発熱体１５Ａ及び第２抵抗発熱体１５Ｂは、一方が第１導体の一例であり、他方が第２導体の一例である。第１抵抗発熱体１５Ａ及び第２抵抗発熱体１５Ｂの一方において、主部１５ａ及び傾斜部１５ｂは第１主部及び第１傾斜部の一例である。第１抵抗発熱体１５Ａ及び第２抵抗発熱体１５Ｂの他方において、主部１５ａ及び傾斜部１５ｂは第２主部及び第２傾斜部の一例である。焼成前の絶縁層１９は、セラミックグリーンシートの一例である。焼成前の第１抵抗発熱体１５Ａ及び第２抵抗発熱体１５Ｂは、第１導電ペースト層及び第２導電ペースト層の一例である。導電部材２３は金属バルク材の一例である。焼成前の被覆部２５は導電ペーストの一例である。

本開示に係る技術は、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。

上述した実施形態及び各種の変形例は適宜に組み合わされてよい。例えば、図７（ｂ）に示した、導電部材２３の端面に被覆部２５が設けられる、又は導電部材２３の端面において被覆部２５が厚くされる構成は、図９（ａ）及び図９（ｂ）の形状と組み合わされてよい。また、例えば、図８（ａ）〜図８（ｃ）に示した空隙３１も図９（ａ）及び図９（ｂ）の形状と組み合わされてよい。

実施形態では、多層基板として、加熱機能を有するヒータプレートを例に取った。ただし、多層基板は、他の機能を有するものであってもよい。例えば、多層基板は、静電チャック、又はプラズマ発生用電極部材であってもよいし、これら及びヒータの２つ以上の組み合わせとして機能するものであってもよい。さらに、多層基板は、回路基板であっても構わない。

別の観点では、第１導体及び第２導体は、実施形態では加熱用の抵抗発熱体であったが、他の用途の導体であってよく、例えば、静電チャック用の電極、又はプラズマ発生用の電極であってもよい。多層基板は、これらの電極及び抵抗発熱体の１つ、又は２以上の組み合わせを有していてもよい。第１導体及び第２導体は、例えば、全体として、基体（１３）の上面に沿って広がっている（上方に面している）といえる形状を有している導体とされてよい。また、例えば、平面視において第１導体全体又は第２導体全体を囲む最小の円形又は矩形を仮定したときに、当該円形又は矩形により囲まれた領域は、基体の上面の６割以上又は８割以上を占めてよい。

また、第１導体及び第２導体は、抵抗発熱体又は電極のように多層基板の機能を直接に担う導体でなくてもよく、例えば、配線であっても構わない。従って、例えば、接続導体は、抵抗発熱体と、抵抗発熱体よりも下面側に位置している層状導体からなる配線とを接続するものであってもよい。この場合、ヒータは、２層以上の抵抗発熱体を有するものではなく、抵抗発熱体を１層のみ有するものであってもよい。

実施形態では、導電部材は、第１導体と第２導体との距離（２つの抵抗発熱体１５の距離）以上の長さとされた。ただし、導電部材は、上記距離よりも短くてもよい。また、接続導体は、その側面において第１導体及び第２導体の双方と接続されていなくてもよい。すなわち、接続導体は、その側面において第１導体と接続されている一方で、その端面において第２導体と接続されていてもよい。基体の材料は、セラミックに限定されず、例えば、樹脂であってもよい。

１…ヒータ、１３…基体、１３ａ…上面（第１面又は第２面）、１３ｂ…下面（第２面又は第１面）、１５Ａ…第１抵抗発熱体（第１導体又は第２導体）、１５Ｂ…第２抵抗発熱体（第２導体又は第１導体）、２１…接続導体。

Claims (15)

1. 第１面及びその背面の第２面を有している絶縁性の基体と、
   前記基体内にて前記第１面に沿っている第１導体と、
   前記基体内、かつ前記第１導体に対して前記第２面側にて前記第１面に沿っている第２導体と、
   前記基体内にて前記第１導体と前記第２導体とを接続している接続導体と、
   を有しており、
   前記接続導体は、前記第１導体よりも前記第２面側から前記第１導体よりも前記第１面側へ亘っていることにより当該接続導体の側面にて前記第１導体に接続されており、前記接続導体の前記第１面側の端部は、前記基体内に位置しており、当該端部は、電流が流れる他の導体に接続されていない
   多層基板。
2. 前記接続導体は、
   前記第１導体と前記第２導体との距離以上の長さを有している導電部材と、
   前記導電部材を構成する材料とは異なる導電性の材料からなり、前記導電部材の表面の少なくとも一部に接している被覆部と、を有している
   請求項１に記載の多層基板。
3. 前記導電部材は、互いに接触している導電性の複数の第１結晶粒を有しており、
   前記被覆部は、互いに接触している導電性の複数の第２結晶粒を有しており、
   前記複数の第１結晶粒の平均結晶粒径は、前記複数の第２結晶粒の平均結晶粒径よりも大きい
   請求項２に記載の多層基板。
4. 前記被覆部の金属の含有割合が前記導電部材の金属の含有割合よりも低い
   請求項２又は３に記載の多層基板。
5. 前記被覆部の気孔率が前記導電部材の気孔率よりも高い
   請求項２〜４のいずれか１項に記載の多層基板。
6. 前記導電部材及び前記被覆部は、互いに同一種類の金属を主成分として含んでいる
   請求項２〜５のいずれか１項に記載の多層基板。
7. 前記導電部材は、
   当該導電部材の、前記第１面から前記第２面への方向の中央部分を含んでいる第１部位と、
   当該導電部材の、前記第１面及び前記第２面の一方の面側の端部を含んでおり、前記第１部位の径よりも径が小さい第２部位と、を有している
   請求項２〜６のいずれか１項に記載の多層基板。
8. 前記第２部位は、前記一方の面側ほど径が小さくなる形状を有している
   請求項７に記載の多層基板。
9. 前記基体は、前記接続導体との間に空隙を有している
   請求項１〜８のいずれか１項に記載の多層基板。
10. 前記基体は、前記接続導体に対して前記第１面側及び前記第２面側の少なくとも一方に前記空隙を有している
    請求項９に記載の多層基板。
11. 前記第１導体は、層状導体であり、
    前記第１面に沿っている第１主部と、
    前記接続導体に近い側が前記第１面側又は前記第２面側に位置するように前記第１主部に対して傾斜しているとともに前記接続導体に接続されている第１傾斜部と、を有している
    請求項１〜１０のいずれか１項に記載の多層基板。
12. 前記第２導体は、層状導体であり、
    前記第１面に沿っている第２主部と、
    前記接続導体に近い側が前記第１面側又は第２面側に位置するように前記第２主部に対して傾斜しているとともに前記接続導体に接続されている第２傾斜部と、を有しており、
    前記第１傾斜部は、前記接続導体に近い側が前記第１面側に位置するように前記第１主部に対して傾斜しており、
    前記第２傾斜部は、前記接続導体に近い側が前記第２面側に位置するように前記第２主部に対して傾斜している
    請求項１１に記載の多層基板。
13. 請求項１〜１２のいずれか１項に記載の多層基板と、
    前記第１導体及び前記第２導体に電気的に接続されている電力供給部と、
    を有しており、
    前記第１導体及び前記第２導体の少なくとも一方は抵抗発熱体である
    ヒータシステム。
14. 請求項１〜１２のいずれか１項に記載の多層基板の製造方法であって、
    前記基体のうち少なくとも前記第１導体よりも前記第１面側の位置から前記第２導体の位置までの部分となる複数のセラミックグリーンシートと、前記第１導体となる第１導電ペースト層と、前記第２導体となる第２導電ペースト層とを積層して第１積層体を得る第１積層ステップと、
    前記第１導電ペースト層よりも前記第１面側の位置から前記第２導電ペースト層の位置まで亘っているとともに、前記第１積層体の前記第１面側の面及び前記第２面側の面の少なくとも一方に開口している穴を前記第１積層体に形成する穴形成ステップと、
    前記接続導体となる、金属バルク材及び導電ペーストの少なくとも一方を前記穴に配置する配置ステップと、
    前記穴の開口を塞ぐようにセラミックグリーンシートを前記第１積層体に重ねて第２積層体を得る第２積層ステップと、
    前記第２積層体を焼成する焼成ステップと、
    を有している多層基板の製造方法。
15. 前記配置ステップでは、前記金属バルク材及び前記導電ペーストを前記穴に配置する
    請求項１４に記載の多層基板の製造方法。

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