JP2023019342A

JP2023019342A - ceramic heater

Info

Publication number: JP2023019342A
Application number: JP2021123996A
Authority: JP
Inventors: 徹夫北林; Tetsuo Kitabayashi; 浩正下嶋; Hiromasa Shimojima
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2021-07-29
Filing date: 2021-07-29
Publication date: 2023-02-09

Abstract

To provide a ceramic heater capable of suppressing cracking from grinding traces left on a ground surface.SOLUTION: A ceramic heater 100 includes a ceramic substrate 110, a metal electrode foil 120 embedded in the ceramic substrate 110, and a shaft 130, and a joint portion 180 between a convex portion 113 and a pedestal portion 133 of the shaft 130, and rounded portions 114 and 134 are both ground surfaces, and a plurality of grinding marks SM parallel to the longitudinal direction 6 of the shaft 130 remain.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、セラミックスヒータに関する。 The present invention relates to ceramic heaters.

特許文献１には、上面に被加熱物が載置されるセラミックス基材と、前記セラミックス基材に埋設された発熱抵抗体と、セラミックス基材を支持する支持部材（シャフト）を備えたシャフト付きセラミックスヒータが開示されている。支持部材は、略円筒形の部材である。支持部材の、セラミックス基材と接合される上端部分には、外径が部分的に大きくなった拡径部と、拡径部に向かって外径が連続的に大きくなるアール部分が形成されている。 In Patent Document 1, a ceramic substrate on which an object to be heated is placed, a heating resistor embedded in the ceramic substrate, and a support member (shaft) for supporting the ceramic substrate. A ceramic heater is disclosed. The support member is a substantially cylindrical member. The upper end portion of the support member, which is joined to the ceramic base material, is formed with an enlarged diameter portion whose outer diameter is partially increased and a rounded portion whose outer diameter continuously increases toward the enlarged diameter portion. there is

特開２００４－２４７７４５号公報JP-A-2004-247745

一般的に、アール部分は、円筒加工機を用いて研削加工により形成される。具体的には、セラミックスヒータを、支持部材（シャフト）の長手方向に平行な回転軸の周りに回転させた状態で、アール部分に砥石を押し当てることによって研削加工が行われる。この場合には、アール部分の研削面には回転方向、すなわち、支持部材（シャフト）の長手方向に直交する方向に沿った研削痕（スクラッチ痕）が残る。発明者らの知見によれば、後述のように、熱履歴により支持部材（シャフト）の長手方向に沿った応力が働いた場合には、研削痕の幅が広がる向きに研削痕が引っ張られて、研削痕からクラックが入る恐れがある。 Generally, the rounded portion is formed by grinding using a cylindrical processing machine. Specifically, grinding is performed by pressing a whetstone against the rounded portion while rotating the ceramic susceptor around a rotation axis parallel to the longitudinal direction of the support member (shaft). In this case, grinding traces (scratch traces) are left on the ground surface of the rounded portion along the direction of rotation, that is, along the direction orthogonal to the longitudinal direction of the support member (shaft). According to the findings of the inventors, as will be described later, when stress acts along the longitudinal direction of the support member (shaft) due to thermal history, the grinding marks are pulled in the direction of increasing the width of the grinding marks. , there is a risk of cracks from the grinding marks.

本発明は、かかる事情を鑑みてなされたものであり、研削面に残った研削痕から、クラックが入ることを抑制することができるセラミックスヒータを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a ceramic susceptor capable of suppressing cracks from occurring due to grinding traces left on the ground surface.

本発明の態様に従えば、長手方向に長尺な筒状のシャフトと、
前記シャフトの、前記長手方向の一方側の端に接合されたセラミックス基材であって、被加熱物が載置される載置面、前記載置面と前記長手方向において対向する裏面、及び、前記裏面から前記長手方向の他方側に突出する凸部を有するセラミックス基材と、
前記セラミックス基材に埋設された発熱体と、を備え、
前記セラミックス基材の前記凸部の側面、又は、前記凸部と前記シャフトとの接合部分は、研削面であり、
前記凸部の側面、又は、前記凸部と前記シャフトとの接合部分は、前記長手方向に平行な研削痕を有することを特徴とするセラミックスヒータが提供される。 According to an aspect of the present invention, a longitudinally elongated tubular shaft;
A ceramic substrate joined to one end of the shaft in the longitudinal direction, the ceramic base having a mounting surface on which an object to be heated is mounted, a back surface facing the mounting surface in the longitudinal direction, and a ceramic base having a convex portion protruding from the back surface to the other side in the longitudinal direction;
and a heating element embedded in the ceramic base,
a side surface of the convex portion of the ceramic substrate or a joint portion between the convex portion and the shaft is a ground surface;
A ceramic susceptor is provided, wherein a side surface of the protrusion or a joint portion between the protrusion and the shaft has grinding marks parallel to the longitudinal direction.

上記態様においては、凸部の側面、及び、凸部とシャフトとの接合部分とはいずれも研削面ある。そして、凸部の側面、又は、凸部とシャフトとの接合部分には、シャフトの長手方向に平行な研削痕が残っている。このような場合には、シャフトの長手方向に平行な応力がかかった場合であっても、研削痕が幅が広がる向きに引っ張られることはない。そのため、研削痕からクラックが入ることを抑制することができる。 In the above aspect, both the side surface of the protrusion and the joint portion between the protrusion and the shaft are ground surfaces. Grinding marks parallel to the longitudinal direction of the shaft remain on the side surface of the protrusion or on the joint between the protrusion and the shaft. In such a case, even if a stress parallel to the longitudinal direction of the shaft is applied, the grinding marks are not stretched in the direction of widening. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of cracks from grinding marks.

図１は、セラミックスヒータ１００の概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a ceramic susceptor 100. FIG. 図２は、電極箔１２０の概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram of electrode foil 120 . 図３（ａ）～（ｅ）は、セラミックス基材１１０の製造方法の流れを示す図である。3A to 3E are diagrams showing the flow of the manufacturing method of the ceramic substrate 110. FIG. 図４（ａ）～（ｅ）は、セラミックス基材１１０の別の製造方法の流れを示す図である。4A to 4E are diagrams showing the flow of another manufacturing method for the ceramic substrate 110. FIG. 図５は、軸付砥石１１９を用いた研削加工を説明するための説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the grinding process using the mounted grindstone 119. As shown in FIG. 図６は、研削面に残るシャフト１３０の長手方向に平行な複数の研削痕ＳＭを説明するための説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining a plurality of grinding marks SM parallel to the longitudinal direction of the shaft 130 remaining on the grinding surface. 実施例１～４及び比較例１の結果をまとめた表である。1 is a table summarizing the results of Examples 1 to 4 and Comparative Example 1. FIG. 実施例５～９及び比較例２の結果をまとめた表である。4 is a table summarizing the results of Examples 5 to 9 and Comparative Example 2. FIG. 図９は、アール部分１８５に残る、シャフト１３０の長手方向に平行な複数の研削痕ＳＭを説明するための説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining a plurality of grinding marks SM left on the rounded portion 185 and parallel to the longitudinal direction of the shaft 130 .

＜セラミックスヒータ１００＞
本発明の実施形態に係るセラミックスヒータ１００について図１を参照しつつ説明する。セラミックスヒータ１００は、シリコンウェハなどの半導体ウェハ（以下、単にウェハ１０という）の加熱に用いられる。なお、以下の説明においては、セラミックスヒータ１００が使用可能に設置された状態（図１の状態）を基準として上下方向５が定義される。図１に示されるように、本実施形態に係るセラミックスヒータ１００は、セラミックス基材１１０と、電極箔１２０と、シャフト１３０と、給電線１４０とを備える。 <Ceramic heater 100>
A ceramic susceptor 100 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. A ceramic heater 100 is used to heat a semiconductor wafer such as a silicon wafer (hereinafter simply referred to as wafer 10). In the following description, the vertical direction 5 is defined based on the state in which the ceramic susceptor 100 is installed so as to be usable (state shown in FIG. 1). As shown in FIG. 1, a ceramic susceptor 100 according to this embodiment includes a ceramic substrate 110, an electrode foil 120, a shaft 130, and a feeder line 140. As shown in FIG.

セラミックス基材１１０は、直径１２インチ（約３００ｍｍ）の円形の板状の形状を有する部材であり、その上面である載置面１１１には加熱対象であるウェハ１０が載置される。なお、図１では図面を見やすくするためにウェハ１０とセラミックス基材１１０の載置面１１１とを離して図示している。また、図１において図示されていないが、後述のようにサンドブラスト加工を行うことにより、載置面１１１には、複数の突起（複数の凸状部）が形成されている。また、図５に示されるように、セラミックス基材１１０の下面である裏面１１２の略中央には、下方に向かって突出する凸部１１３が設けられている。セラミックス基材１１０は、例えば、窒化アルミニウム、アルミナ、窒化ケイ素等のセラミックス焼結体により形成することができる。 The ceramic base 110 is a member having a circular plate-like shape with a diameter of 12 inches (approximately 300 mm), and the wafer 10 to be heated is mounted on the mounting surface 111 which is the upper surface of the ceramic base 110 . In FIG. 1, the wafer 10 and the mounting surface 111 of the ceramic substrate 110 are separated from each other for easy viewing of the drawing. Further, although not shown in FIG. 1, a plurality of projections (a plurality of convex portions) are formed on the mounting surface 111 by performing sandblasting as will be described later. Further, as shown in FIG. 5 , a convex portion 113 protruding downward is provided approximately in the center of the rear surface 112 , which is the lower surface of the ceramic base 110 . The ceramic base 110 can be made of, for example, a ceramic sintered body such as aluminum nitride, alumina, or silicon nitride.

図１に示されるように、セラミックス基材１１０の内部には、電極箔１２０（本発明の発熱体の一例）が埋設されている。図２に示されるように、電極箔１２０は帯状に裁断された金属製の箔であり、左右対称な形状を有している。電極箔１２０の外径は約３００ｍｍである。電極箔１２０の略中央には、給電線１４０（図１参照）と接続される端子部１２１が設けられている。電極箔１２０はタングステン（Ｗ）箔、モリブデン（Ｍｏ）箔、モリブデン及び／又はタングステンを含む合金の箔等の耐熱金属（高融点金属）の箔により形成されている。タングステン箔、モリブデン箔の純度は９９％以上であることが好ましい。電極箔１２０の厚さは０．１５ｍｍ以下である。なお、電極箔１２０の抵抗値を高くして、セラミックスヒータ１００の消費電流を低減させるという観点からは、電極箔１２０の厚さを０．１ｍｍ以下にすることが好ましい。また、帯状に裁断された電極箔１２０の幅は２．５ｍｍ～２０ｍｍであることが好ましく、５ｍｍ～１５ｍｍであることがさらに好ましい。本実施形態においては、電極箔１２０は、図２に示される形状に裁断されているが電極箔１２０の形状はこれには限られず、適宜変更しうる。なお、セラミックス基材１１０の内部には電極箔１２０に加えて、ウェハ１０をジョンセン・ラーベック力により載置面１１１に引き付けるための静電チャック電極及びセラミックス基材１１０の上方にプラズマを発生させるためのプラズマ電極のうち少なくとも一方が埋設されていてもよい。 As shown in FIG. 1, an electrode foil 120 (an example of the heating element of the present invention) is embedded inside the ceramic base 110 . As shown in FIG. 2, the electrode foil 120 is a metal foil cut into strips and has a symmetrical shape. The outer diameter of the electrode foil 120 is approximately 300 mm. At approximately the center of the electrode foil 120, a terminal portion 121 connected to the feeder line 140 (see FIG. 1) is provided. The electrode foil 120 is formed of a heat-resistant metal (high melting point metal) foil such as a tungsten (W) foil, a molybdenum (Mo) foil, or an alloy foil containing molybdenum and/or tungsten. The purity of tungsten foil and molybdenum foil is preferably 99% or more. The electrode foil 120 has a thickness of 0.15 mm or less. From the viewpoint of reducing the current consumption of the ceramic heater 100 by increasing the resistance value of the electrode foil 120, it is preferable to set the thickness of the electrode foil 120 to 0.1 mm or less. The width of the electrode foil 120 cut into strips is preferably 2.5 mm to 20 mm, more preferably 5 mm to 15 mm. In this embodiment, the electrode foil 120 is cut into the shape shown in FIG. 2, but the shape of the electrode foil 120 is not limited to this and can be changed as appropriate. Inside the ceramic base 110, in addition to the electrode foil 120, an electrostatic chuck electrode for attracting the wafer 10 to the mounting surface 111 by the Johnsen-Rahbek force and an electrode for generating plasma above the ceramic base 110 are provided. At least one of the plasma electrodes may be buried.

図５に示されるように、セラミックス基材１１０の裏面１１２の略中央には、下方に向かって突出する凸部１１３が設けられており、凸部１１３の下端は、下方に延びるシャフト１３０に接続されている。シャフト１３０は中空の略円筒形状の円筒部１３１と、円筒部１３１の下方に設けられた大径部１３２（図１参照）と、円筒部１３１の上方に設けられた台座部１３３とを有する。大径部１３２及び台座部１３３は、円筒部１３１の径よりも大きな径を有している。以下の説明において、円筒部１３１の長手方向をシャフト１３０の長手方向６として定義する。図１に示されるように、セラミックスヒータ１００の使用状態において、シャフト１３０の長手方向６は上下方向５と平行である。台座部１３３の上面は、セラミックス又はガラス等の接合剤によりセラミックス基材１１０の凸部１１３に固定されている。なお、台座部１３３の上面とセラミックス基剤１１０の凸部１１３とを、拡散接合により固定することができる。あるいは、これらをねじ止め、ろう付け等によって固定することもできる。なお、シャフト１３０は、セラミックス基材１１０と同じように、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ケイ素等のセラミックス焼結体により形成されてもよい。あるいは、断熱性を高めるために、セラミックス基材１１０より熱伝導率の低い材料で形成されてもよい。 As shown in FIG. 5, a protrusion 113 protruding downward is provided approximately in the center of the back surface 112 of the ceramic base 110, and the lower end of the protrusion 113 is connected to a shaft 130 extending downward. It is The shaft 130 has a hollow cylindrical portion 131 , a large diameter portion 132 (see FIG. 1) provided below the cylindrical portion 131 , and a pedestal portion 133 provided above the cylindrical portion 131 . The large diameter portion 132 and the pedestal portion 133 have diameters larger than the diameter of the cylindrical portion 131 . In the following description, the longitudinal direction of the cylindrical portion 131 is defined as the longitudinal direction 6 of the shaft 130 . As shown in FIG. 1, the longitudinal direction 6 of the shaft 130 is parallel to the vertical direction 5 when the ceramic heater 100 is in use. The upper surface of the pedestal portion 133 is fixed to the convex portion 113 of the ceramic base 110 with a bonding agent such as ceramics or glass. The upper surface of the pedestal portion 133 and the convex portion 113 of the ceramic base 110 can be fixed by diffusion bonding. Alternatively, they can be fixed by screwing, brazing, or the like. It should be noted that the shaft 130 may be made of a ceramic sintered body such as alumina, aluminum nitride, or silicon nitride, like the ceramic base 110 . Alternatively, it may be formed of a material having a lower thermal conductivity than the ceramic base 110 in order to improve heat insulation.

上述のように、シャフト１３０は中空の円筒形状を有しており、その内部には長手方向６に延びる貫通孔が形成されている。図１に示されるように、シャフト１３０の中空の部分（貫通孔）には、電極箔１２０に電力を供給するための給電線１４０が配置されている。給電線１４０の上端は、電極箔１２０の中央に配置された端子部１２１（図２参照）に電気的に接続されている。給電線１４０の下端には、給電端子が設けられており、不図示のヒータ用電源に接続される。これにより、給電線１４０を介して電極箔１２０に電力が供給される。 As described above, the shaft 130 has a hollow cylindrical shape and a through hole extending in the longitudinal direction 6 is formed therein. As shown in FIG. 1 , a feeder line 140 for supplying power to the electrode foil 120 is arranged in the hollow portion (through hole) of the shaft 130 . The upper end of the feeder line 140 is electrically connected to the terminal portion 121 (see FIG. 2) arranged in the center of the electrode foil 120 . A power supply terminal is provided at the lower end of the power supply line 140 and is connected to a heater power supply (not shown). Thereby, power is supplied to the electrode foil 120 through the feeder line 140 .

次に、セラミックスヒータ１００の製造方法について説明する。以下では、セラミックス基材１１０及びシャフト１３０が窒化アルミニウムで形成される場合を例に挙げて説明する。 Next, a method for manufacturing the ceramic susceptor 100 will be described. A case in which the ceramic base 110 and the shaft 130 are made of aluminum nitride will be described below as an example.

まず、セラミックス基材１１０の製造方法について説明する。図３（ａ）に示されるように、窒化ナトリウム（ＡｌＮ）粉末を主成分とする造粒粉Ｐをカーボン製の有床型５０１に投入し、パンチ５０２で仮プレスする。なお、造粒粉Ｐには、５ｗｔ％以下の焼結助剤（例えば、Ｙ_２Ｏ_３）が含まれることが好ましい。次に、図３（ｂ）に示されるように、仮プレスされた造粒粉Ｐの上に、所定形状に裁断された電極箔１２０を配置する。なお、電極箔１２０は、加圧方向に垂直な面（有床型５０１の底面）に平行になるように配置される。このとき、Ｗのペレット又はＭｏのペレットを電極箔１２０の端子１２１の位置に埋設してもよい。 First, a method for manufacturing the ceramic substrate 110 will be described. As shown in FIG. 3( a ), granulated powder P containing sodium nitride (AlN) powder as a main component is put into a floored carbon mold 501 and temporarily pressed with a punch 502 . The granulated powder P preferably contains 5 wt % or less of a sintering aid (for example, Y ₂ O ₃ ). Next, as shown in FIG. 3B, an electrode foil 120 cut into a predetermined shape is placed on the granulated powder P that has been temporarily pressed. In addition, the electrode foil 120 is arranged so as to be parallel to the surface (bottom surface of the floored mold 501) perpendicular to the pressurizing direction. At this time, a pellet of W or a pellet of Mo may be embedded in the position of the terminal 121 of the electrode foil 120 .

図３（ｃ）に示されるように、電極箔１２０を覆うようにさらに造粒粉Ｐを有床型５０１に投入し、パンチ５０２でプレスして成形する。次に、図３（ｄ）に示されるように、電極箔１２０が埋設された造粒粉Ｐをプレスした状態で焼成する。焼成の際に加える圧力は、１ＭＰａ以上であることが好ましい。また、１８００℃以上の温度で焼成することが好ましい。次に、図３（ｅ）に示されるように、端子１２１を形成するために、電極箔１２０までの止まり穴加工を行うなどの必要な加工を行い、セラミックス基材１１０が形成される。なお、ペレットを埋設した場合には、ペレットまでの止まり穴加工を行えばよい。 As shown in FIG. 3(c), the granulated powder P is put into a mold 501 with a floor so as to cover the electrode foil 120, and is pressed with a punch 502 to be molded. Next, as shown in FIG. 3D, the granulated powder P in which the electrode foil 120 is embedded is pressed and fired. The pressure applied during firing is preferably 1 MPa or more. Moreover, it is preferable to bake at the temperature of 1800 degreeC or more. Next, as shown in FIG. 3(e), in order to form terminals 121, necessary processing such as blind hole drilling up to the electrode foil 120 is performed, and the ceramic base 110 is formed. In addition, when the pellet is embedded, a blind hole may be drilled to the pellet.

なお、セラミックス基材１１０は以下の方法によっても製造することができる。図４（ａ）に示されるように、窒化アルミニウムの造粒粉Ｐにバインダーを加えてＣＩＰ成型し、円板状に加工して、窒化アルミニウムの成形体５１０を作製する。次に、図４（ｂ）に示されるように、成形体５１０の脱脂処理を行い、バインダーを除去する。 Note that the ceramic base 110 can also be manufactured by the following method. As shown in FIG. 4( a ), a binder is added to aluminum nitride granulated powder P, CIP molding is performed, and the mixture is processed into a disk shape to produce an aluminum nitride compact 510 . Next, as shown in FIG. 4B, the compact 510 is degreased to remove the binder.

図４（ｃ）に示されるように、脱脂された成形体５１０に、電極箔１２０を埋設するための凹部５１１を形成する。成形体５１０の凹部５１１に電極箔１２０を配置し、別の成形体５１０を積層する。なお、凹部５１１は予め成形体５１０に形成しておいてもよい。次に、図４（ｄ）に示されるように、電極箔１２０を挟むように積層された成形体５１０をプレスした状態で焼成する。焼成の際に加える圧力は、１ＭＰａ以上であることが好ましい。また、１８００℃以上の温度で焼成することが好ましい。次に、図４（ｅ）に示されるように、端子１２１を形成するために、電極箔１２０までの止まり穴加工を行うなどの必要な加工を行い、セラミックス基材１１０が形成される。 As shown in FIG. 4C, recesses 511 for embedding the electrode foils 120 are formed in the degreased compact 510 . The electrode foil 120 is arranged in the concave portion 511 of the molded body 510, and another molded body 510 is laminated. Note that the concave portion 511 may be formed in the molded body 510 in advance. Next, as shown in FIG. 4(d), the molded body 510 laminated so as to sandwich the electrode foil 120 is fired while being pressed. The pressure applied during firing is preferably 1 MPa or more. Moreover, it is preferable to bake at the temperature of 1800 degreeC or more. Next, as shown in FIG. 4(e), in order to form terminals 121, necessary processing such as blind hole drilling up to the electrode foil 120 is performed, and the ceramic substrate 110 is formed.

このようにして形成されたセラミックス基材１１０の上面（載置面１１１）に対して平面研削を行い、ラップ加工（鏡面研磨加工）を行う。さらに、載置面１１１に対してサンドブラスト加工を行うことにより、載置面１１１に複数の突起（複数の凸状部）を形成する。なお、載置面１１１に複数の突起を形成するための加工方法は、サンドブラスト加工が好適であるが、他の加工方法を用いることもできる。 The upper surface (mounting surface 111) of the ceramic substrate 110 thus formed is subjected to surface grinding and lapping (mirror polishing). Furthermore, by sandblasting the mounting surface 111 , a plurality of protrusions (a plurality of convex portions) are formed on the mounting surface 111 . Sandblasting is suitable as a processing method for forming the plurality of projections on the mounting surface 111, but other processing methods can also be used.

さらに、セラミックス基材１１０の下面（裏面１１２）に加工を行い、裏面１１２の略中央に凸部１１３を形成する。そして、凸部１１３の下端にシャフト１３０の台座部１３３を固定する。なお、シャフト１３０は、バインダーを数ｗｔ％添加した窒化アルミニウムの造粒粉Ｐを静水圧（１ＭＰａ程度）で成形し、成形体を所定形状に加工した後、窒素雰囲気中で焼成することにより形成される。 Further, the lower surface (rear surface 112 ) of the ceramic substrate 110 is processed to form a convex portion 113 approximately in the center of the rear surface 112 . Then, the pedestal portion 133 of the shaft 130 is fixed to the lower end of the convex portion 113 . The shaft 130 is formed by molding granulated powder P of aluminum nitride to which several wt % of binder is added under hydrostatic pressure (about 1 MPa), processing the molded body into a predetermined shape, and then firing it in a nitrogen atmosphere. be done.

次に、図５に示されるように、セラミックス基材１１０の凸部１１３とシャフト１３０の台座部１３３との接合部分１８０を、軸付砥石１９１を用いて研削する。研削加工には、マシニングセンターを用いる。接合部分１８０とは、凸部１１３の側面及び台座部１３３の側面の、凸部１１３と台座部１３３との接合界面を跨ぐ領域である。なお、接合部分１８０の研削加工を行う際、軸付砥石１９１の長手方向は、シャフト１３０の長手方向６と直交するように配置される。そして、図５に示されるように、軸付砥石１９１の長手方向に直交する方向に軸付砥石１９１を動かすことにより接合部分１８０の研削加工が行われる。言い換えると、シャフト１３０の長手方向６に沿うように軸付砥石１９１を動かすことにより接合部分１８０の研削加工が行われる。これにより、凸部１１３の側面及び台座部１３３の側面に、シャフト１３０の長手方向６に平行な平面が形成される。このとき、軸付砥石１９１をセラミックス基材１１０の凸部１１３の基端まで動かして研削加工を行うことにより、セラミックス基材１１０の凸部１１３の基端にアール部分１１４が形成される。また、軸付砥石１９１をシャフト１３０の台座部１３３と円筒部１３１との境界部分まで動かして研削加工を行うことにより、シャフト１３０の台座部１３３と円筒部１３１との境界部分にアール部分１３４（本発明のテーパー面の一例）が形成される。 Next, as shown in FIG. 5, a joint portion 180 between the convex portion 113 of the ceramic substrate 110 and the pedestal portion 133 of the shaft 130 is ground using a whetstone 191 with a shaft. A machining center is used for grinding. The joint portion 180 is a region of the side surface of the convex portion 113 and the side surface of the base portion 133 , straddling the joint interface between the convex portion 113 and the base portion 133 . In addition, when grinding the joint portion 180 , the longitudinal direction of the mounted grindstone 191 is arranged so as to be perpendicular to the longitudinal direction 6 of the shaft 130 . Then, as shown in FIG. 5, the joint portion 180 is ground by moving the mounted grindstone 191 in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the mounted grindstone 191 . In other words, the joint portion 180 is ground by moving the mounted grindstone 191 along the longitudinal direction 6 of the shaft 130 . As a result, a plane parallel to the longitudinal direction 6 of the shaft 130 is formed on the side surface of the projection 113 and the side surface of the base portion 133 . At this time, a rounded portion 114 is formed at the base end of the protrusion 113 of the ceramic base 110 by moving the whetstone 191 to the base end of the protrusion 113 of the ceramic base 110 for grinding. Further, by moving the mounted grindstone 191 to the boundary portion between the pedestal portion 133 and the cylindrical portion 131 of the shaft 130 and performing the grinding process, a rounded portion 134 ( An example of the tapered surface of the present invention) is formed.

その後、セラミックス基材１１０を周方向７に所定の角度だけ回転させて、同様の研削加工を行う。これを繰り返すことにより、セラミックス基材１１０の凸部１１３及びシャフト１３０の台座部１３３の形状は、シャフト１３０の長手方向６からみて正多角形になる。例えば、セラミックス基材１１０の凸部１１３及びシャフト１３０の台座部１３３の形状を、シャフト１３０の長手方向６からみて正６角形～正３６角形にすることができる。なお、軸付砥石１９１の周方向７の位置を固定しつつ、セラミックス基材１１０を周方向７に回転することに代えて、セラミックス基材１１０の周方向７の位置を固定しつつ、軸付砥石１９１を周方向７に回転させてもよい。あるいは、セラミックス基材１１０と軸付砥石１９１とを、同時に周方向に７に回転させることもできる。 After that, the ceramic substrate 110 is rotated by a predetermined angle in the circumferential direction 7, and the same grinding process is performed. By repeating this process, the convex portion 113 of the ceramic base 110 and the pedestal portion 133 of the shaft 130 have a regular polygonal shape when viewed from the longitudinal direction 6 of the shaft 130 . For example, the convex portion 113 of the ceramic substrate 110 and the pedestal portion 133 of the shaft 130 can have a regular hexagonal to regular 36-sided shape when viewed from the longitudinal direction 6 of the shaft 130 . Instead of rotating the ceramic base material 110 in the circumferential direction 7 while fixing the position of the mounted grindstone 191 in the circumferential direction 7, the position of the ceramic base material 110 in the circumferential direction 7 is fixed and The grindstone 191 may be rotated in the circumferential direction 7 . Alternatively, the ceramic substrate 110 and the mounted grindstone 191 can be simultaneously rotated 7 in the circumferential direction.

軸付砥石１９１として、１２０メッシュ以上の番手（粒度）（例えば、１２０メッシュから６００メッシュ程度の番手）の電着砥石を用いることができる。但し、軸付砥石１９１の番手は上記の範囲には限られず、適宜変更しうる。また、軸付砥石１９１の直径を変更することにより、セラミックス基材１１０の凸部１１３のアール部分１１４と、シャフト１３０のアール部分１３４の曲率半径を調整することができる。 As the grindstone 191 with a shaft, an electrodeposited grindstone having a count (grain size) of 120 mesh or more (for example, a count of about 120 mesh to 600 mesh) can be used. However, the number of the grindstone 191 with shaft is not limited to the above range, and can be changed as appropriate. Further, by changing the diameter of the grindstone 191 with a shaft, the curvature radii of the round portion 114 of the protrusion 113 of the ceramic base 110 and the round portion 134 of the shaft 130 can be adjusted.

このようにして、本実施形態に係るセラミックスヒータ１００を製造することができる。一般に、砥石を所定方向に動かして研削加工を行った場合には、研削面に砥石の移動方向に沿って延びた複数の研削痕（スクラッチ痕）が残る。各研削痕の長さ（砥石の移動方向に沿った長さ）はまちまちであるが、各研削痕の幅は、砥石の粒径程度以下の大きさになる。例えば、上述のように１２０メッシュ以上の番手の軸付砥石１９１を用いた場合には、研削面に約１３０μｍ以下の幅の研削痕が残る。 Thus, the ceramic susceptor 100 according to this embodiment can be manufactured. In general, when grinding is performed by moving a grindstone in a predetermined direction, a plurality of grinding marks (scratch marks) extending along the moving direction of the grindstone remain on the ground surface. The length of each grinding mark (the length along the moving direction of the grindstone) varies, but the width of each grinding mark is less than or equal to the grain size of the grindstone. For example, when the mounted grindstone 191 having a grit of 120 mesh or more is used as described above, a grinding mark having a width of about 130 μm or less remains on the grinding surface.

なお、上記の説明では省略したが、セラミックス基材１１０の裏面１１２の、凸部１１３及びアール部分１１４を除く領域にも研削加工が行われる。但し、通常の研削加工と同様に、セラミックス基材１１０を周方向７に回転させた状態で、裏面１１２に砥石を押し当てることによって研削加工が行われる。砥石が裏面１１２に対して移動する方向は回転体の中心方向のほか任意に設定され変化するため、セラミックス基材１１０の裏面１１２の、凸部１１３及びアール部分１１４を除く領域に残る研削痕の延びる方向に一定の方向性は認められない。これに対して、上記の説明のように、軸付砥石１９１の長手方向が、シャフト１３０の長手方向６と直交するようにした状態で、軸付砥石１９１を一方向（シャフト１３０の長手方向６に沿った方向）に移動させることによって研削加工を行った場合には、研削面にシャフト１３０の長手方向に平行な複数の研削痕ＳＭが残る（図６参照）。なお、一般に、セラミックス基材１１０の裏面１１２の、凸部１１３及びアール部分１１４を除く領域の研削に用いる砥石の粒度よりも、接合部分１８０及びアール部分１１４、１３４の研削に用いる砥石の粒度の方が小さい。そのため、セラミックス基材１１０の裏面１１２の、凸部１１３及びアール部分１１４を除く領域は、色調及びコントラストにおいて、接合部分１８０及びアール部分１１４、１３４と異なるため、目視においても区別することができる。 Although omitted in the above description, a grinding process is also performed on a region of the back surface 112 of the ceramic base 110 excluding the convex portion 113 and the rounded portion 114 . However, grinding is performed by pressing a whetstone against the back surface 112 while rotating the ceramic substrate 110 in the circumferential direction 7, as in the case of ordinary grinding. Since the direction in which the grindstone moves with respect to the back surface 112 is arbitrarily set and changes in addition to the direction of the center of the rotating body, the grinding marks left on the area of the back surface 112 of the ceramic substrate 110 excluding the protrusions 113 and the rounded portions 114 are No fixed directionality is recognized in the extending direction. On the other hand, as described above, in a state in which the longitudinal direction of the mounted grindstone 191 is perpendicular to the longitudinal direction 6 of the shaft 130, the mounted grindstone 191 is moved in one direction (the longitudinal direction 6 of the shaft 130). direction), a plurality of grinding marks SM parallel to the longitudinal direction of the shaft 130 remain on the ground surface (see FIG. 6). In general, the grain size of the grindstone used for grinding the joint portion 180 and the rounded portions 114 and 134 is higher than the grain size of the grindstone used for grinding the region of the back surface 112 of the ceramic substrate 110 excluding the convex portion 113 and the rounded portion 114. smaller. Therefore, the area of the back surface 112 of the ceramic base 110 excluding the convex portion 113 and the rounded portion 114 differs from the joint portion 180 and the rounded portions 114 and 134 in color tone and contrast, and can be visually distinguished.

セラミックス基材１１０の凸部１１３とシャフト１３０の台座部１３３との接合部分１８０には、熱履歴によりシャフト１３０の長手方向６に応力Ｓが働く（図６参照）。仮に、セラミックス基材１１０の裏面１１２と同様に、セラミックス基材１１０を周方向７に回転させた状態で、接合部分１８０に砥石を押し当てることによって研削加工を行ったとすると、接合部分１８０の研削面には周方向７に沿うような研削痕が残る。この場合において、図６に示されるような、シャフト１３０の長手方向６に平行な応力Ｓが接合部分１８０に働くと、各研削痕は、幅が広がる向きに引っ張られることになる。これにより、研削痕からクラックが入る恐れがある。 Due to thermal history, a stress S acts in the longitudinal direction 6 of the shaft 130 at the joint portion 180 between the convex portion 113 of the ceramic base 110 and the pedestal portion 133 of the shaft 130 (see FIG. 6). If, similarly to the back surface 112 of the ceramic substrate 110, the ceramic substrate 110 is rotated in the circumferential direction 7, and grinding is performed by pressing a grindstone against the joint portion 180, the joint portion 180 is ground. Grinding traces along the circumferential direction 7 remain on the surface. In this case, when a stress S parallel to the longitudinal direction 6 of the shaft 130 acts on the joint portion 180 as shown in FIG. As a result, there is a risk that cracks will form from the grinding marks.

これに対して、本実施形態では上述のように、接合部分１８０の研削面に残る研削痕は、シャフト１３０の長手方向６に沿って延びている。そのため、図６に示されるような、シャフト１３０の長手方向６に平行な応力Ｓが接合部分１８０に働いた場合であっても、各研削痕ＳＭが幅が広がる向きに引っ張られることはない。そのため、研削痕ＳＭからクラックが入ることを抑制することができる。同様に、凸部１１３のアール部分１１４の研削面と、シャフト１３０のアール部分１３４の研削面に残る研削痕ＳＭも、シャフト１３０の長手方向６に沿って延びている。そのため、上述と同様の理由により、研削痕ＳＭからクラックが入ることを抑制することができ、アール部分１１４、１３４の強度を上げることができる。 In contrast, in the present embodiment, as described above, the grinding marks left on the ground surface of the joint portion 180 extend along the longitudinal direction 6 of the shaft 130 . Therefore, even if a stress S parallel to the longitudinal direction 6 of the shaft 130 acts on the joint portion 180 as shown in FIG. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of cracks from the grinding marks SM. Similarly, the ground surface of the rounded portion 114 of the projection 113 and the grinding marks SM left on the ground surface of the rounded portion 134 of the shaft 130 also extend along the longitudinal direction 6 of the shaft 130 . Therefore, for the same reason as described above, it is possible to suppress the formation of cracks from the grinding marks SM, and increase the strength of the rounded portions 114 and 134 .

以下、本発明について実施例及び比較例を用いて更に説明する。但し、本発明は、以下に説明する実施例及び比較例に限定されない。 The present invention will be further described below using examples and comparative examples. However, the present invention is not limited to the examples and comparative examples described below.

［実施例１］
実施例１では、電極箔１２０として、厚さ０．１ｍｍ、直径３００ｍｍのモリブデン箔を埋設した直径３２０ｍｍ、厚さ２０ｍｍのセラミックス基材１１０を作製した。凸部１１３の外径は１００ｍｍとした。シャフト１３０の円筒部１３１は、外径６０ｍｍ、内径５０ｍｍとした。シャフト１３０の台座部１３３は、外径８０ｍｍとした。シャフト１３０は高さ１８０ｍｍとした。拡散接合により、シャフト１３０をセラミックス基材１１０の凸部１１３に接合した。このとき、窒素雰囲気中１８００℃、１ＭＰａの条件の下で高温下一軸加圧による拡散接合を行った。また、２４０メッシュの番手の軸付砥石１９１を用いて、セラミックス基材１１０の凸部１１３及びシャフト１３０の台座部１３３の形状が、シャフト１３０の長手方向６からみて６角形となるように研削加工を行った。研削加工はマシニングセンターを用いて行った。接合部分１８０及びアール部分１１４、１３４の研削面に残った研削痕の方向は、シャフト１３０の長手方向６に沿った方向であった。なお、アール部分１１４、１３４の曲率半径は１ｍｍ未満であった。 [Example 1]
In Example 1, as the electrode foil 120, a ceramic substrate 110 with a diameter of 320 mm and a thickness of 20 mm in which a molybdenum foil with a thickness of 0.1 mm and a diameter of 300 mm was embedded was produced. The outer diameter of the convex portion 113 was set to 100 mm. The cylindrical portion 131 of the shaft 130 has an outer diameter of 60 mm and an inner diameter of 50 mm. The pedestal portion 133 of the shaft 130 has an outer diameter of 80 mm. The shaft 130 has a height of 180 mm. The shaft 130 was bonded to the convex portion 113 of the ceramic base 110 by diffusion bonding. At this time, diffusion bonding was performed by uniaxial pressure under high temperature under conditions of 1800° C. and 1 MPa in a nitrogen atmosphere. Further, using a grindstone 191 with a shaft of 240 mesh count, grinding is performed so that the shapes of the convex portion 113 of the ceramic substrate 110 and the pedestal portion 133 of the shaft 130 are hexagonal when viewed from the longitudinal direction 6 of the shaft 130. did Grinding was performed using a machining center. The direction of the grinding marks left on the grinding surfaces of the joint portion 180 and the rounded portions 114 and 134 was along the longitudinal direction 6 of the shaft 130 . Note that the radius of curvature of the rounded portions 114 and 134 was less than 1 mm.

以下の手順でセラミックスヒータ１００の気密評価を行った。まず、作製したセラミックスヒータ１００をプロセスチャンバに設置した。そして、セラミックスヒータ１００に不図示の外部電源から電流を流し、設定温度６５０℃～２００℃の温度サイクルを繰り返した。１サイクル毎に目視による破損の有無のチェックと、ヘリウムリークディテクターを用いたリークチェックを行った。リークチェックにおいては、シャフト１３０の下方の開口部をヘリウムリークディテクターに接続した後、シャフト１３０の外側からヘリウムガスを吹き付け、接合部分１８０などからのヘリウムリークの有無を評価した。１０^－８Ｐａ・ｍ^３／ｓ以上のリークが認められた場合に、リーク発生ありと判断した。本実施例においては、１２回の温度サイクルを繰り返してもリーク発生は認められなかった。 The airtightness evaluation of the ceramic susceptor 100 was performed in the following procedure. First, the manufactured ceramic heater 100 was installed in a process chamber. Then, a current was supplied to the ceramic heater 100 from an external power source (not shown), and the temperature cycle was repeated at set temperatures of 650.degree. C. to 200.degree. A check for the presence or absence of damage by visual inspection and a leak check using a helium leak detector were performed for each cycle. In the leak check, after connecting the lower opening of the shaft 130 to a helium leak detector, helium gas was blown from the outside of the shaft 130 to evaluate whether there was a helium leak from the joint 180 or the like. When a leak of 10 ⁻⁸ Pa·m ³ /s or more was observed, it was determined that a leak occurred. In this example, no leakage was observed even after repeating the temperature cycle 12 times.

［実施例２］
実施例２では、４００メッシュの番手の軸付砥石１９１を用いて、セラミックス基材１１０の凸部１１３及びシャフト１３０の台座部１３３の形状が、シャフト１３０の長手方向６からみて１２角形となるように研削加工を行ったことを除いて、実施例１と同様である。実施例２においては、１２回の温度サイクルを繰り返してもリーク発生は認められなかった。 [Example 2]
In Example 2, a grindstone 191 with a shaft having a grit of 400 mesh is used so that the convex portion 113 of the ceramic substrate 110 and the pedestal portion 133 of the shaft 130 have a dodecagonal shape when viewed from the longitudinal direction 6 of the shaft 130. It is the same as Example 1, except that the grinding process was performed on . In Example 2, no leakage was observed even after repeating the temperature cycle 12 times.

［実施例３］
実施例３では、２４０メッシュ及び６００メッシュの番手の軸付砥石１９１を用いて、セラミックス基材１１０の凸部１１３及びシャフト１３０の台座部１３３の形状が、シャフト１３０の長手方向６からみて、一部が６角形となり、一部が１２角形となるように研削加工を行ったことを除いて、実施例１と同様である。実施例３においては、１２回の温度サイクルを繰り返してもリーク発生は認められなかった。 [Example 3]
In Example 3, 240-mesh and 600-mesh grit grindstones 191 with shafts were used so that the shapes of the protrusions 113 of the ceramic substrate 110 and the pedestal 133 of the shaft 130 were the same when viewed from the longitudinal direction 6 of the shaft 130. It is the same as Example 1, except that the part is hexagonal and the part is ground to be dodecagonal. In Example 3, no leakage was observed even after repeating the temperature cycle 12 times.

［実施例４］
実施例４では、６００メッシュの番手の軸付砥石１９１を用いて、セラミックス基材１１０の凸部１１３及びシャフト１３０の台座部１３３の形状が、シャフト１３０の長手方向６からみて１２角形となるように研削加工を行ったことを除いて、実施例１と同様である。実施例４においては、１２回の温度サイクルを繰り返してもリーク発生は認められなかった。 [Example 4]
In Example 4, a grindstone 191 with a shaft having a grit of 600 mesh is used so that the convex portion 113 of the ceramic substrate 110 and the pedestal portion 133 of the shaft 130 have a dodecagonal shape when viewed from the longitudinal direction 6 of the shaft 130. It is the same as Example 1, except that the grinding process was performed on . In Example 4, no leakage was observed even after repeating the temperature cycle 12 times.

［実施例５］
実施例５では、アール部分１１４、１３４の曲率半径が０．０３ｍｍであることを除いて、実施例１と同様である。実施例４においては、１２回の温度サイクルを繰り返してもリーク発生は認められなかった。また、実施例５では、以下の手順でセラミックスヒータ１００の温度評価も行った。セラミックスヒータ１００に不図示の外部電源から電流を流し、不図示の熱電対により設定温度４００℃で温度制御を行った。設定温度を４００℃に保った状態で、セラミックス基板１１０の載置面１１１に温度評価用のシリコンウェハを載せた。そして、温度評価用のシリコンウェハの、直径２９０ｍｍの領域の温度分布を赤外線カメラで計測した。なお、温度評価用のシリコンウェハは、直径３００ｍｍのシリコンウェハの上面に厚さ３０μｍの黒体膜をコーティングしたものである。黒体膜とは、放射率（輻射率）が９０％以上である膜であり、例えば、カーボンナノチューブを主原料とする黒体塗料をコーティングすることにより成膜することができる。赤外線カメラで測定された温度評価用のシリコンウェハの温度分布の、最大温度から最小温度を引いた値を温度差Δとして求めた。温度差Δは、セラミックス基板１１０の載置面１１１の温度分布のばらつきの指標となる。実施例５において、設定温度４００℃に対する温度差Δが３．３℃であった。 [Example 5]
Example 5 is similar to Example 1 except that the radius of curvature of rounded portions 114 and 134 is 0.03 mm. In Example 4, no leakage was observed even after repeating the temperature cycle 12 times. In Example 5, temperature evaluation of the ceramic susceptor 100 was also performed according to the following procedure. A current was applied to the ceramic heater 100 from an external power source (not shown), and the temperature was controlled at a set temperature of 400° C. by a thermocouple (not shown). A silicon wafer for temperature evaluation was placed on the mounting surface 111 of the ceramic substrate 110 while the set temperature was maintained at 400.degree. Then, the temperature distribution in a region with a diameter of 290 mm on the silicon wafer for temperature evaluation was measured with an infrared camera. The silicon wafer for temperature evaluation was obtained by coating the upper surface of a silicon wafer with a diameter of 300 mm with a black body film with a thickness of 30 μm. A black body film is a film having an emissivity (emissivity) of 90% or more, and can be formed by coating a black body paint containing carbon nanotubes as a main raw material, for example. A value obtained by subtracting the minimum temperature from the maximum temperature of the temperature distribution of the silicon wafer for temperature evaluation measured with an infrared camera was obtained as the temperature difference Δ. The temperature difference Δ serves as an index of variations in temperature distribution on the mounting surface 111 of the ceramic substrate 110 . In Example 5, the temperature difference Δ with respect to the set temperature of 400°C was 3.3°C.

実施例６は、アール部分１１４、１３４の曲率半径が０．８ｍｍであることを除いて、実施例２と同様である。実施例６においては、１２回の温度サイクルを繰り返してもリーク発生は認められなかった。また、実施例５と同様の手順でセラミックスヒータ１００の温度評価も行った。実施例６において、設定温度４００℃に対する温度差Δが３．５℃であった。 Example 6 is similar to Example 2, except that the radius of curvature of the rounded portions 114, 134 is 0.8 mm. In Example 6, no leakage was observed even after repeating the temperature cycle 12 times. Further, the temperature evaluation of the ceramic susceptor 100 was also performed in the same procedure as in Example 5. In Example 6, the temperature difference Δ with respect to the set temperature of 400°C was 3.5°C.

実施例７では、アール部分１１４、１３４の曲率半径が０．８ｍｍであることを除いて、実施例３と同様である。実施例７においては、１２回の温度サイクルを繰り返してもリーク発生は認められなかった。また、実施例５と同様の手順でセラミックスヒータ１００の温度評価も行った。実施例７において、設定温度４００℃に対する温度差Δが３．４℃であった。 Example 7 is similar to Example 3, except that the radius of curvature of rounded portions 114, 134 is 0.8 mm. In Example 7, no leakage was observed even after repeating the temperature cycle 12 times. Further, the temperature evaluation of the ceramic susceptor 100 was also performed in the same procedure as in Example 5. In Example 7, the temperature difference Δ with respect to the set temperature of 400°C was 3.4°C.

実施例８では、アール部分１１４、１３４の曲率半径が３ｍｍであることと、４００メッシュの番手の軸付砥石１９１を用いて、セラミックス基材１１０の凸部１１３及びシャフト１３０の台座部１３３の形状が、シャフト１３０の長手方向６からみて３６角形となるように研削加工を行ったことを除いて、実施例１と同様である。実施例８においては、１２回の温度サイクルを繰り返してもリーク発生は認められなかった。また、実施例５と同様の手順でセラミックスヒータ１００の温度評価も行った。実施例８において、設定温度４００℃に対する温度差Δが４．５℃であった。 In Example 8, the radius of curvature of the rounded portions 114 and 134 is 3 mm, and the shape of the protrusion 113 of the ceramic substrate 110 and the base portion 133 of the shaft 130 is obtained using a grindstone 191 with a thread count of 400 mesh. However, it is the same as Example 1 except that the shaft 130 is ground to form a trihexagonal shape when viewed from the longitudinal direction 6 of the shaft 130 . In Example 8, no leakage was observed even after repeating the temperature cycle 12 times. Further, the temperature evaluation of the ceramic susceptor 100 was also performed in the same procedure as in Example 5. In Example 8, the temperature difference Δ with respect to the set temperature of 400°C was 4.5°C.

実施例９では、アール部分１１４、１３４の曲率半径が１０ｍｍであることを除いて、実施例２、６と同様である。実施例９においては、１２回の温度サイクルを繰り返してもリーク発生は認められなかった。また、実施例５と同様の手順でセラミックスヒータ１００の温度評価も行った。実施例９において、設定温度４００℃に対する温度差Δが５．７℃であった。 Example 9 is similar to Examples 2 and 6, except that radius of curvature of rounded portions 114 and 134 is 10 mm. In Example 9, no leakage was observed even after repeating the temperature cycle 12 times. Further, the temperature evaluation of the ceramic susceptor 100 was also performed in the same procedure as in Example 5. In Example 9, the temperature difference Δ with respect to the set temperature of 400°C was 5.7°C.

［比較例１］
比較例１では、実施例１と同様にシャフト１３０をセラミックス基材１１０に接合した後、円筒加工機を用いて、セラミックス基材１１０の凸部１１３及びシャフト１３０の台座部１３３の形状が、シャフト１３０の長手方向６からみて円形となるように研削加工を行った。接合部分１８０及びアール部分１１４、１３４の研削面に残った研削痕の方向は、シャフト１３０の長手方向６に直交する方向であった。アール部分１１４、１３４の曲率半径は、実施例１と同様（１ｍｍ未満）であった。比較例１においては、２回の温度サイクルを繰り返した後、リーク発生が認められた。 [Comparative Example 1]
In Comparative Example 1, after the shaft 130 was joined to the ceramic base 110 in the same manner as in Example 1, a cylindrical processing machine was used to shape the convex portion 113 of the ceramic base 110 and the pedestal portion 133 of the shaft 130 into the shape of the shaft. Grinding was performed so as to form a circular shape when viewed from the longitudinal direction 6 of 130 . The direction of the grinding marks left on the ground surfaces of the joint portion 180 and the rounded portions 114 and 134 was perpendicular to the longitudinal direction 6 of the shaft 130 . The radius of curvature of the rounded portions 114, 134 was the same as in Example 1 (less than 1 mm). In Comparative Example 1, after repeating the temperature cycle twice, leakage was observed.

［比較例２］
比較例２では、比較例１と同様に、円筒加工機を用いてセラミックス基材１１０の凸部１１３及びシャフト１３０の台座部１３３の形状が、シャフト１３０の長手方向６からみて円形となるように研削加工を行った。接合部分１８０及びアール部分１１４、１３４の研削面に残った研削痕の方向は、シャフト１３０の長手方向６に直交する方向であった。アール部分１１４、１３４の曲率半径は３ｍｍであった。比較例２においては、２回の温度サイクルを繰り返した後、リーク発生が認められた。 [Comparative Example 2]
In Comparative Example 2, as in Comparative Example 1, a cylindrical processing machine was used so that the convex portion 113 of the ceramic substrate 110 and the pedestal portion 133 of the shaft 130 had circular shapes when viewed from the longitudinal direction 6 of the shaft 130 . Grinding was performed. The direction of the grinding marks left on the ground surfaces of the joint portion 180 and the rounded portions 114 and 134 was perpendicular to the longitudinal direction 6 of the shaft 130 . The radius of curvature of the rounded portions 114, 134 was 3 mm. In Comparative Example 2, after repeating the temperature cycle twice, leakage was observed.

＜実施例及び比較例のまとめ＞
図７、８は、上述の実施例１～９及び比較例１、２の結果をまとめた表を示している。 <Summary of Examples and Comparative Examples>
7 and 8 show tables summarizing the results of Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 and 2 described above.

実施例１～９においては、軸付砥石１９１を用いてマシニングセンターで接合部分１８０及びアール部分１１４、１３４の研削加工を行っている。これに起因して、接合部分１８０及びアール部分１１４、１３４の研削面に残った研削痕の方向は、シャフト１３０の長手方向６に沿った方向であった。そのため、上述のように、熱履歴によりシャフト１３０の長手方向６に応力Ｓが働いた場合であっても、研削痕の幅が広がる向きに研削痕が引っ張られることはない。そのため、研削痕からクラックが入ることを抑制することができたと考えられる。その結果、実施例１～９のいずれにおいても、気密試験においてリークの発生が認められなかった。これに対して、比較例１、２では、円筒加工機を用いてセラミックス基材１１０を周方向７に回転させた状態で、接合部分１８０及びアール部分１１４、１３４に砥石を押し当てることによって研削加工を行った。この場合には、接合部分１８０及びアール部分１１４、１３４の研削面に残った研削痕の方向は、シャフト１３０の長手方向６に直交する方向であった。熱履歴によりシャフト１３０の長手方向６に応力Ｓが働いた場合には、研削痕の幅が広がる向きに、研削痕が引っ張られて、研削痕からクラックが入る可能性が高い。実際、比較例１、２では、上述の温度サイクルを２回繰り返すことにより、リークが発生した。 In Examples 1 to 9, the joint portion 180 and the rounded portions 114 and 134 are ground in a machining center using a grindstone 191 with an axle. Due to this, the direction of the grinding traces left on the grinding surfaces of the joint portion 180 and the rounded portions 114 and 134 was along the longitudinal direction 6 of the shaft 130 . Therefore, as described above, even if the stress S acts in the longitudinal direction 6 of the shaft 130 due to the thermal history, the grinding marks are not stretched in the direction of increasing the width of the grinding marks. Therefore, it is considered that the formation of cracks from the grinding marks could be suppressed. As a result, no leakage was observed in any of Examples 1 to 9 in the airtightness test. On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2, the ceramic substrate 110 was rotated in the circumferential direction 7 by using a cylindrical processing machine, and the joint portion 180 and the rounded portions 114 and 134 were ground by pressing a grindstone. processed. In this case, the direction of the grinding marks left on the ground surfaces of the joint portion 180 and the rounded portions 114 and 134 was perpendicular to the longitudinal direction 6 of the shaft 130 . When a stress S acts on the shaft 130 in the longitudinal direction 6 due to the thermal history, the grinding marks are pulled in the direction of increasing the width of the grinding marks, and there is a high possibility that cracks will form from the grinding marks. In fact, in Comparative Examples 1 and 2, leakage occurred by repeating the temperature cycle described above twice.

実施例８、９のように、アール部分１１４、１３４の曲率半径が１ｍｍを超える場合には、温度評価用のシリコンウェハの温度分布の、最大温度から最小温度を引いた値である温度差Δが４℃以上になった。これに対して、実施例５～７のように、アール部分１１４、１３４の曲率半径が１ｍｍ未満である場合には、温度差Δを４℃未満に抑えることができた。これは、アール部分１１４、１３４の曲率半径を小さくした場合には、曲率半径を大きくした場合と比べて、アール部分１１４、１３４における熱抵抗が高くなり、シャフト１３０に伝わって逃げる熱を低減させることができるからであると考えられる。 When the radius of curvature of the curved portions 114 and 134 exceeds 1 mm as in Examples 8 and 9, the temperature difference Δ was above 4°C. On the other hand, as in Examples 5 to 7, when the radius of curvature of the rounded portions 114 and 134 was less than 1 mm, the temperature difference Δ could be suppressed to less than 4°C. This is because when the curvature radii of the rounded portions 114 and 134 are made smaller, the heat resistance in the curved portions 114 and 134 becomes higher than when the curvature radii are made large, and the heat transferred to the shaft 130 and escaped is reduced. This is considered to be because it is possible to

＜実施形態の作用効果＞
上記実施形態において、セラミックスヒータ１００は、セラミックス基材１１０と、セラミックス基材１１０に埋設された金属製の電極箔１２０と、シャフト１３０とを備えている。セラミックス基材１１０の載置面１１１と対向する裏面１１２には、凸部１１３が設けられている。凸部１１３の側面にはアール部分１１４が設けられており、シャフト１３０の台座部１３３の側面にはアール部分１３４が設けられている。上述のように、凸部１１３とシャフト１３０の台座部１３３との接合部分１８０と、アール部分１１４、１３４とはいずれも研削面であり、シャフト１３０の長手方向６に平行な複数の研削痕ＳＭが残っている。上述のように、シャフト１３０の長手方向６に平行な応力Ｓが接合部分１８０、アール部分１１４、１３４に働いた場合であっても、各研削痕ＳＭが幅が広がる向きに引っ張られることはない。そのため、研削痕ＳＭからクラックが入ることを抑制することができる。 <Action and effect of the embodiment>
In the above embodiment, the ceramic susceptor 100 includes the ceramic base 110 , the metal electrode foil 120 embedded in the ceramic base 110 , and the shaft 130 . A convex portion 113 is provided on the rear surface 112 of the ceramic base 110 facing the mounting surface 111 . A rounded portion 114 is provided on the side surface of the convex portion 113 , and a rounded portion 134 is provided on the side surface of the pedestal portion 133 of the shaft 130 . As described above, the joint portion 180 between the convex portion 113 and the pedestal portion 133 of the shaft 130 and the rounded portions 114 and 134 are both ground surfaces, and the plurality of grinding marks SM parallel to the longitudinal direction 6 of the shaft 130 are formed. remains. As described above, even if the stress S parallel to the longitudinal direction 6 of the shaft 130 acts on the joint portion 180 and the rounded portions 114 and 134, the grinding marks SM are not pulled in the direction of widening. . Therefore, it is possible to suppress the occurrence of cracks from the grinding marks SM.

上記実施形態及び実施例において、セラミックス基材１１０の凸部１１３及びシャフト１３０の台座部１３３の形状は、シャフト１３０の長手方向６からみて多角形であった。この場合には、凸部１１３及び台座部１３３の形状が、シャフト１３０の長手方向６からみて円形である場合と比べて、セラミックスヒータ１００を所定のチャンバ内に配置する際の位置決めが容易になる。また、多角形の形状は、適宜調整することができる。これにより、シャフト１３０の台座部１３３の肉厚などを調整することができるので、シャフト１３０に流れる熱流を調整してセラミックス基材１１０の載置面１１１の均熱性を向上させることができる。 In the embodiments and examples described above, the convex portion 113 of the ceramic substrate 110 and the pedestal portion 133 of the shaft 130 were polygonal when viewed from the longitudinal direction 6 of the shaft 130 . In this case, the positioning of the ceramic susceptor 100 in a predetermined chamber becomes easier than when the convex portion 113 and the base portion 133 have circular shapes when viewed from the longitudinal direction 6 of the shaft 130. . Also, the shape of the polygon can be adjusted as appropriate. As a result, the thickness of the pedestal portion 133 of the shaft 130 can be adjusted, so that the heat flow flowing through the shaft 130 can be adjusted to improve the heat uniformity of the mounting surface 111 of the ceramic substrate 110 .

上記実施形態及び実施例において、セラミックス基材１１０の凸部１１３のアール部分１１４の曲率半径と、シャフト１３０のアール部分１３４の曲率半径を１ｍｍ未満にすることができる。この場合には、曲率半径を大きくした場合と比べて、アール部分１１４，１３４における熱抵抗を高くすることができ、シャフト１３０に伝わって逃げる熱を低減させることができる。これにより、シャフト１３０に設けられているＯリングなどの部品が熱により劣化することを抑制して、これらの部品の寿命を長くすることができる。 In the above embodiments and examples, the radius of curvature of rounded portion 114 of protrusion 113 of ceramic base 110 and the radius of curvature of curved portion 134 of shaft 130 can be less than 1 mm. In this case, the heat resistance at the rounded portions 114 and 134 can be increased compared to the case where the radius of curvature is increased, and the heat transferred to the shaft 130 and escaping can be reduced. As a result, deterioration of parts such as an O-ring provided on the shaft 130 due to heat can be suppressed, and the life of these parts can be lengthened.

＜変更形態＞
上述の実施形態は、あくまで例示に過ぎず、適宜変更しうる。例えば、セラミックス基材１１０、シャフト１３０の形状、寸法は上記実施形態のものには限られず、適宜変更しうる。セラミックス基材１１０の凸部１１３及びシャフト１３０の台座部１３３の、シャフト１３０の長手方向６からみた形状も、任意の多角形の形状にしうる。また、上記実施形態においては、電極箔として、モリブデン箔、タングステン箔、モリブデン及び／又はタングステンを含む合金の箔を用いていたが、本発明はそのような態様には限られない。例えば、モリブデン、タングステン以外の金属の箔、又は、合金の箔を用いることもできる。 <Change form>
The above-described embodiment is merely an example, and can be changed as appropriate. For example, the shape and dimensions of the ceramic substrate 110 and the shaft 130 are not limited to those of the above embodiment, and can be changed as appropriate. The shape of the convex portion 113 of the ceramic substrate 110 and the pedestal portion 133 of the shaft 130 when viewed from the longitudinal direction 6 of the shaft 130 can also be an arbitrary polygonal shape. Further, in the above embodiments, molybdenum foil, tungsten foil, and alloy foil containing molybdenum and/or tungsten are used as the electrode foil, but the present invention is not limited to such an aspect. For example, metal foils other than molybdenum and tungsten, or alloy foils may be used.

上記実施形態及び実施例１～９においては、セラミックス基材１１０の凸部１１３のアール部分１１４と、シャフト１３０のアール部分１３４とが両方とも設けられていたが、本発明はそのような態様には限られない。セラミックス基材１１０の凸部１１３のアール部分１１４と、シャフト１３０のアール部分１３４とのいずれか一方、又は両方が設けられていなくてもよい。 In the above-described embodiment and Examples 1 to 9, both the rounded portion 114 of the projection 113 of the ceramic base 110 and the rounded portion 134 of the shaft 130 were provided, but the present invention is modified to such an aspect. is not limited. Either one or both of the rounded portion 114 of the convex portion 113 of the ceramic base 110 and the rounded portion 134 of the shaft 130 may be omitted.

上記実施形態及び実施例１～９においては、シャフト１３０が台座部１３３を有しており、台座部１３３の側面にアール部分１３４が設けられていた。しかしながら、本発明はこのような態様には限られない。例えば、図９に示されるように、シャフト１３０と凸部１１３との接合部１８０において、シャフト１３０及び凸部１１３が一体となって、下方（長手方向６の一方側）に向かって細くなるアール部分１８５（本発明のテーパー面の一例）を有していてもよい。この場合においても、研削面であるアール部分１８５には、シャフト１３０の長手方向６に平行な複数の研削痕ＳＭが残っている。上述のように、シャフト１３０の長手方向６に平行な応力Ｓが接合部分１８０のアール部分１８５に働いた場合であっても、各研削痕ＳＭが幅が広がる向きに引っ張られることはない。そのため、研削痕ＳＭからクラックが入ることを抑制することができる。 In the above-described embodiment and Examples 1 to 9, the shaft 130 has the pedestal portion 133 and the side surface of the pedestal portion 133 is provided with the rounded portion 134 . However, the present invention is not limited to such aspects. For example, as shown in FIG. 9, at the joint 180 between the shaft 130 and the convex portion 113, the shaft 130 and the convex portion 113 are integrally formed to form a radius that tapers downward (one side in the longitudinal direction 6). It may have a portion 185 (an example of the tapered surface of the present invention). Even in this case, a plurality of grinding marks SM parallel to the longitudinal direction 6 of the shaft 130 remain on the rounded portion 185 that is the ground surface. As described above, even when the stress S parallel to the longitudinal direction 6 of the shaft 130 acts on the rounded portion 185 of the joint portion 180, each grinding mark SM is not pulled in the direction of widening. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of cracks from the grinding marks SM.

以上、発明の実施形態及びその変更形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記の記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に多様な変更または改良を加えることが当業者に明らかである。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれうることが請求の範囲の記載からも明らかである。 Although the embodiments of the invention and their modifications have been described above, the technical scope of the invention is not limited to the scope of the above description. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements may be made to the above embodiments. It is also clear from the description of the scope of claims that forms with such modifications or improvements can also be included in the technical scope of the present invention.

明細書、及び図面中において示した製造方法における各処理の実行順序は、特段に順序が明記されておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるので無い限り、任意の順序で実行しうる。便宜上、「まず、」「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するわけではない。 The execution order of each process in the manufacturing method shown in the specification and drawings is not specified in particular, and unless the output of the previous process is used in the subsequent process, in any order can be executed. For the sake of convenience, "first", "next", etc. are used for explanation, but it does not mean that it is essential to carry out in this order.

１００セラミックスヒータ
１１０セラミックス基材
１２０電極箔
１３０シャフト
１４０給電線 REFERENCE SIGNS LIST 100 ceramic heater 110 ceramic substrate 120 electrode foil 130 shaft 140 feeder line

Claims

a cylindrical shaft elongated in the longitudinal direction;
A ceramic substrate joined to one end of the shaft in the longitudinal direction, the ceramic base having a mounting surface on which an object to be heated is mounted, a back surface facing the mounting surface in the longitudinal direction, and a ceramic base having a convex portion protruding from the back surface to the other side in the longitudinal direction;
and a heating element embedded in the ceramic base,
a side surface of the convex portion of the ceramic substrate or a joint portion between the convex portion and the shaft is a ground surface;
A ceramic susceptor according to claim 1, wherein a side surface of said protrusion or a joint portion between said protrusion and said shaft has grinding marks parallel to said longitudinal direction.

at the joint portion between the projection and the shaft, the shaft has a tapered surface that tapers toward the other side in the longitudinal direction;
the tapered surface of the shaft is a ground surface;
2. The ceramic susceptor according to claim 1, wherein said tapered surface has grinding marks parallel to said longitudinal direction.

3. The ceramic susceptor according to claim 1, wherein said connecting portion between said projection and said shaft has a polygonal shape.

The ceramics according to any one of claims 1 to 3, wherein a cross section parallel to the longitudinal direction of the boundary portion between the back surface and the convex portion of the ceramic base has a curved portion with a curvature radius of less than 1 mm. heater.