JP2831925B2 - Manufacturing method of ceramic heater - Google Patents
Manufacturing method of ceramic heaterInfo
- Publication number
- JP2831925B2 JP2831925B2 JP33565493A JP33565493A JP2831925B2 JP 2831925 B2 JP2831925 B2 JP 2831925B2 JP 33565493 A JP33565493 A JP 33565493A JP 33565493 A JP33565493 A JP 33565493A JP 2831925 B2 JP2831925 B2 JP 2831925B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ceramic
- ceramic heater
- resistance heating
- shaped
- heating element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Surface Heating Bodies (AREA)
- Devices For Post-Treatments, Processing, Supply, Discharge, And Other Processes (AREA)
- Manufacturing Of Tubular Articles Or Embedded Moulded Articles (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、セラミックスヒーター
の製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a ceramic heater.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、エッチング装置、化学的気相成長
装置等の半導体装置においては、いわゆるステンレスヒ
ーターや、間接加熱方式のヒーターが一般的であった。
しかし、これらの熱源を用いると、ハロゲン系腐食性ガ
スの作用によってパーティクルが発生することがあり、
また熱効率が悪かった。こうした問題を解決するため、
本発明者は、緻密質セラミックス基材の内部に、高融点
金属からなるワイヤーを埋設したセラミックスヒーター
を提案した。このワイヤーは、円盤状基材の内部で螺旋
状に巻回されており、かつこのワイヤーの両端に端子を
接続する。こうしたセラミックスヒーターは、特に半導
体製造用として優れた特性を有していることが判った。2. Description of the Related Art Conventionally, in a semiconductor device such as an etching apparatus and a chemical vapor deposition apparatus, a so-called stainless steel heater or a heater of an indirect heating system has been generally used.
However, when these heat sources are used, particles may be generated by the action of the halogen-based corrosive gas,
Also, thermal efficiency was poor. To solve these problems,
The present inventors have proposed a ceramic heater in which a wire made of a high melting point metal is embedded in a dense ceramic base material. The wire is spirally wound inside the disc-shaped substrate, and terminals are connected to both ends of the wire. It has been found that such a ceramic heater has excellent characteristics especially for semiconductor production.
【0003】こうしたセラミックスヒーターを製造する
際には、高融点金属からなるワイヤーを巻回して巻回体
を得、この巻回体の両端に端子を接続する。一方、プレ
ス成形機内にセラミックス粉末を仕込み、ある程度の硬
さになるまで予備成形する。この際、予備成形体の表面
に、所定の平面的パターンに沿って連続的な凹部ないし
溝を設ける。巻回体をこの凹部に収容し、この上にセラ
ミックス粉末を充填し、この粉末を一軸加圧成形して円
盤状成形体を作成し、円盤状成形体をホットプレス焼結
させ、円盤状の焼結体を製造する。When manufacturing such a ceramic heater, a wire made of a high melting point metal is wound to obtain a wound body, and terminals are connected to both ends of the wound body. On the other hand, ceramic powder is charged into a press molding machine and preliminarily molded until a certain degree of hardness is obtained. At this time, continuous concave portions or grooves are provided on the surface of the preform along a predetermined planar pattern. The wound body is accommodated in this concave portion, and a ceramic powder is filled thereon, and this powder is uniaxially pressed to form a disc-shaped molded body, and the disc-shaped molded body is hot-pressed and sintered. A sintered body is manufactured.
【0004】一方、現在、特に半導体プロセスにおいて
は、一度に処理しうる半導体の分量を増加させるため
に、半導体ウエハーが大型化する傾向にある。従って、
こうした用途に適用する場合には、セラミックスヒータ
ーの面積を増大させる必要がある。しかし、セラミック
スヒーターの面積が大きくなると、その温度分布の均一
性を保持することが困難となるし、加熱サイクルによる
熱応力によって、基材が破壊する可能性が増大する。こ
れらの理由から、円盤状のセラミックスヒーターを大型
化させることは、一般には困難である。On the other hand, at present, especially in a semiconductor process, the size of a semiconductor wafer tends to increase in order to increase the amount of semiconductor that can be processed at one time. Therefore,
When applied to such an application, it is necessary to increase the area of the ceramic heater. However, when the area of the ceramic heater becomes large, it becomes difficult to maintain the uniformity of the temperature distribution, and the possibility that the substrate is broken by thermal stress due to a heating cycle increases. For these reasons, it is generally difficult to increase the size of the disk-shaped ceramic heater.
【0005】そこで、本発明者は、円盤状のセラミック
スヒーターの外周に、円環形状のセラミックスヒーター
を設置することを検討した。これは、大型化した半導体
ウエハーの全体を均一に加熱できるようにするためであ
る。Therefore, the present inventor studied installing a ring-shaped ceramic heater on the outer periphery of the disk-shaped ceramic heater. This is to make it possible to uniformly heat the entire semiconductor wafer having a large size.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかし、このように、
円環形状のセラミックスヒーターと、円盤状のセラミッ
クスヒーターとを、別個に製造する際には、次の問題が
生ずることが判明した。即ち、円環形状のセラミックス
ヒーターを製造するには、次のような工程が必要であ
る。図8に模式的に示すように、プレス成形機の下型4
には、型枠1が嵌め合わされている。下型4の上で、型
枠1の内側面1aに沿って、セラミックス粉末を所定量
充填する。このセラミックス粉末を、ある程度の硬さに
なるまで予備成形する。例えばワイヤー形状の抵抗発熱
体3Aを、この凹部に収容し、この上にセラミックス粉
末を充填し、この粉末を一軸加圧成形し、円盤状成形体
12を作成する。この際、円盤状成形体12の外周側の
みに、抵抗発熱体3Aを埋設し、内周側には抵抗発熱体
を埋設しない。However, as described above,
It has been found that the following problem occurs when the annular ceramic heater and the disc-shaped ceramic heater are manufactured separately. That is, the following steps are required to manufacture an annular ceramic heater. As schematically shown in FIG. 8, the lower mold 4 of the press molding machine is used.
Is fitted with the formwork 1. On the lower mold 4, a predetermined amount of ceramic powder is filled along the inner surface 1 a of the mold 1. This ceramic powder is preformed until it has a certain degree of hardness. For example, a wire-shaped resistance heating element 3A is accommodated in the recess, and a ceramic powder is filled thereon, and the powder is uniaxially pressed to form a disk-shaped molded body 12. At this time, the resistance heating element 3A is embedded only on the outer peripheral side of the disc-shaped molded body 12, and the resistance heating element is not embedded on the inner peripheral side.
【0007】この円盤状成形体をホットプレス焼結さ
せ、図9(a)に示すように、円盤状の焼成体17を製
造する。セラミックス基体15の外周側の内部に、抵抗
発熱体3Aが埋設されている。このセラミックス基体1
7を平面研削加工し、次いでその側周面を、円形となる
ように研削加工する。次いで、超音波加工等によってセ
ラミックス基体15の内周側をくり抜き、図9(b)に
示すように、円盤状の廃棄材30を削りだす。この結
果、平面的に見て円環形状の、盤状のセラミックスヒー
ター6が形成される。この際、円環形状のセラミックス
基体8の内部に、抵抗発熱体3Aが設けられている。セ
ラミックス基体8の内周面8a内に、円盤状のセラミッ
クスヒーターを設置する。[0007] The disc-shaped compact is hot-press sintered to produce a disc-shaped fired body 17 as shown in FIG. A resistance heating element 3 </ b> A is buried inside the ceramic base 15 on the outer peripheral side. This ceramic substrate 1
7 is subjected to surface grinding, and then its side peripheral surface is ground so as to be circular. Next, the inner peripheral side of the ceramic base 15 is cut out by ultrasonic processing or the like, and as shown in FIG. 9B, a disc-shaped waste material 30 is cut out. As a result, a disk-shaped ceramic heater 6 having an annular shape in plan view is formed. At this time, the resistance heating element 3A is provided inside the annular ceramic base 8. A disc-shaped ceramic heater is provided in the inner peripheral surface 8a of the ceramic base 8.
【0008】しかし、こうした製造方法によれば、円環
形状のヒーター6と、円盤状のヒーターとを、別個に製
造する必要がある。即ち、それぞれ、抵抗発熱体を予備
成形体の上に設置し、成形体を作成し、焼成し、平面研
削加工及び円形に加工する必要がある。このため、製造
にかかる延べ時間が長くなり、製造設備、特に成形用金
型及びホットプレス焼成設備が長時間占拠されるので、
製造コストが嵩む。However, according to such a manufacturing method, it is necessary to separately manufacture the annular heater 6 and the disk-shaped heater. That is, it is necessary to install the resistance heating element on the pre-formed body, form the formed body, fire the formed body, and perform the surface grinding and the circular processing. For this reason, the total time required for the production becomes longer, and the production equipment, especially the molding die and the hot press firing equipment are occupied for a long time,
Manufacturing costs increase.
【0009】また、図9(a)に示すように、一旦セラ
ミックス基体15を製造した後、図9(b)に示すよう
に、廃棄材30を除去し、廃棄する必要がある。従っ
て、廃棄材30の材料であるセラミックス粉末が無駄に
なるし、廃棄材30を製造するために必要であった、成
形、ホットプレス焼成等の各工程が、無駄になる。Further, as shown in FIG. 9A, once the ceramic base 15 is manufactured, it is necessary to remove and discard the waste material 30 as shown in FIG. 9B. Therefore, the ceramic powder, which is the material of the waste material 30, is wasted, and the steps required for manufacturing the waste material 30, such as molding and hot press firing, are wasted.
【0010】また、図10に模式的に示すような型を、
プレス成形用型又はホットプレス用型として使用し、円
環形状のセラミックスヒーターを製造することも、考え
られる。ここでは、ホットプレス焼結用に、図10の型
を使用した場合について説明すると、型枠31内に下型
33が設置されており、下型33に、円柱形状の突起3
3aが形成されている。上型32には、平面的に見て円
環形状の突起32aが設けられている。円環形状の成形
体34は、外周側の抵抗発熱体3Aを備えている。下型
33の突起33aの周囲に、成形体34を設置し、突起
32aを、突起33aに嵌め合わせて固定する。この状
態でホットプレス焼結を実施する。[0010] Further, a mold as schematically shown in FIG.
It is also conceivable to manufacture an annular ceramic heater by using it as a mold for press molding or a mold for hot pressing. Here, the case where the mold of FIG. 10 is used for hot press sintering will be described. A lower mold 33 is installed in a mold frame 31, and the lower mold 33 has cylindrical projections 3.
3a are formed. The upper die 32 is provided with an annular projection 32a as viewed in plan. The annular shaped body 34 includes a resistance heating element 3A on the outer peripheral side. The molded body 34 is set around the projection 33a of the lower die 33, and the projection 32a is fitted and fixed to the projection 33a. Hot press sintering is performed in this state.
【0011】しかし、焼成後には、成形体34の焼結品
の外周面が、型枠31の内周面31aと反応し、かつ、
成形体34の焼結品の内周面が、下型33の突起33a
の側周面33bと反応し、共に黒皮を生ずる。従って、
円環形状の焼結品(セラミックスヒーター)を、この型
から取り出すためには、ホットプレス用の型を破壊する
必要がある。このような方法では、高価なホットプレス
型を使い捨て使用する必要があるので、非常にコストが
嵩むため、非現実的である。However, after firing, the outer peripheral surface of the sintered product of the compact 34 reacts with the inner peripheral surface 31a of the mold 31 and
The inner peripheral surface of the sintered product of the molded body 34 is
Reacts with the side peripheral surface 33b, thereby producing black scale. Therefore,
In order to remove an annular sintered product (ceramic heater) from this mold, it is necessary to break the hot press mold. In such a method, since an expensive hot press mold needs to be disposable and used, the cost is extremely high, which is impractical.
【0012】本発明の課題は、セラミックスヒーターの
製造にかかる延べ時間を短くし、製造工程を簡略化し、
製造設備の利用効率を向上させ、製造コストを低減する
ことである。An object of the present invention is to shorten the total time required for manufacturing a ceramic heater, simplify the manufacturing process,
The purpose is to improve the utilization efficiency of the manufacturing equipment and reduce the manufacturing cost.
【0013】更に、本発明の課題は、上記したような廃
棄材の発生を防止し、これにより、廃棄材の材料の無駄
を無くし、廃棄材の製造に必要な設備、エネルギー等の
無駄をなくすることである。Further, an object of the present invention is to prevent the generation of waste materials as described above, thereby eliminating waste of materials of waste materials, and eliminating waste of equipment and energy required for production of waste materials. It is to be.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明は、セラミックス
基体内に抵抗発熱体が埋設されているセラミックスヒー
ターを製造する方法に係るものであり、セラミックス粉
末からなる成形体の内部に抵抗発熱体を複数個埋設する
工程;この成形体を焼成して焼成体を製造する工程;及
び、この焼成体を分割することにより、セラミックスヒ
ーターを複数個作成する工程を有することを特徴とす
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a method of manufacturing a ceramic heater in which a resistance heating element is embedded in a ceramic base, and includes a resistance heating element inside a molded body made of ceramic powder. The method comprises the steps of: embedding a plurality of molded articles; firing the molded article to produce a fired article; and dividing the fired article to produce a plurality of ceramic heaters.
【0015】[0015]
【作用】本発明によれば、成形体の内部に抵抗発熱体を
複数個埋設し、焼成工程の後、焼成体を分割することに
より、セラミックスヒーターを複数個作成している。即
ち、成形工程で作成する成形体は1つであり、焼成工程
で作成する焼成体も1つであるが、結果として、複数個
のセラミックスヒーターを製造することができる。According to the present invention, a plurality of ceramic heaters are prepared by embedding a plurality of resistance heating elements inside a molded body, dividing the fired body after the firing step. That is, although one formed body is formed in the forming step and one fired body is formed in the firing step, as a result, a plurality of ceramic heaters can be manufactured.
【0016】むろん、従来は、複数のセラミックスヒー
ターを製造するためには、成形工程において複数個の成
形体を製造しなければならず、焼成工程でも複数の焼成
体を製造しなければならなかった。従って、本発明によ
れば、セラミックスヒーターの製造にかかる延べ時間を
短くし、製造工程を簡略化し、製造設備の利用効率を向
上させ、製造コストを低減することができる。Needless to say, conventionally, in order to manufacture a plurality of ceramic heaters, a plurality of formed bodies had to be manufactured in a forming step, and a plurality of fired bodies had to be manufactured also in a firing step. . Therefore, according to the present invention, the total time required for manufacturing the ceramic heater can be shortened, the manufacturing process can be simplified, the utilization efficiency of the manufacturing equipment can be improved, and the manufacturing cost can be reduced.
【0017】本発明の好適な態様においては、成形体の
形状が円盤状であり、この成形体の内部に、内周側抵抗
発熱体と外周側抵抗発熱体とを埋設する。この焼成体を
分割することにより、内周側抵抗発熱体が埋設されてい
る円盤状のセラミックスヒーターと、外周側抵抗発熱体
が埋設されている平面円環形状のセラミックスヒーター
とを製造する。In a preferred embodiment of the present invention, the molded body has a disk shape, and the inner peripheral resistance heating element and the outer peripheral resistance heating element are embedded in the molded body. By dividing the fired body, a disc-shaped ceramic heater in which the inner peripheral resistance heating element is embedded and a planar annular ceramic heater in which the outer peripheral resistance heating element is embedded are manufactured.
【0018】従って、上記の作用効果に加えて、前記し
たような廃棄材30が発生しない。これにより、廃棄材
の材料の無駄を無くし、廃棄材の製造に必要な設備、エ
ネルギー等の無駄をなくすることができる。Therefore, in addition to the above-described functions and effects, the above-described waste material 30 is not generated. As a result, it is possible to eliminate waste of the material of the waste material and waste of equipment, energy, and the like necessary for manufacturing the waste material.
【0019】また、本発明の他の態様においては、成形
体の形状が盤状であり、前記焼成体を分割することによ
り、それぞれ抵抗発熱体が埋設されている盤状のセラミ
ックスヒーターを製造する。In another embodiment of the present invention, a disc-shaped ceramic heater in which a resistance heating element is embedded is manufactured by dividing the fired body, wherein the molded article has a disc shape. .
【0020】特定の分野においては、半導体ウエハーの
場合とは逆に、比較的に小型のセラミックスヒーターを
多数製造する必要がある。こうした場合には、1つの盤
状の焼成体から、複数個のセラミックスヒーターを切り
出すことができれば、製造工程の簡略化、製造設備の利
用効率の向上という作用効果が特に大きく、従って、大
幅に製造コストを低減することができる。In certain fields, it is necessary to manufacture a number of relatively small ceramic heaters, as opposed to semiconductor wafers. In such a case, if a plurality of ceramic heaters can be cut out from one disc-shaped fired body, the effect of simplifying the manufacturing process and improving the utilization efficiency of the manufacturing equipment is particularly large, and therefore, the manufacturing efficiency is greatly increased. Cost can be reduced.
【0021】[0021]
【実施例】基体を構成するセラミックスとしては、窒化
珪素、窒化アルミニウム、サイアロン等を例示できる。
本発明者の研究によれば、耐熱衝撃性の観点からは、窒
化珪素が特に好ましく、ハロゲン系腐食性ガス等に対す
る耐蝕性の点では、窒化アルミニウムが好ましい。抵抗
発熱体を構成する高融点金属としては、タングステン、
モリブデン、これらの合金等が好ましい。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Ceramics constituting a substrate include silicon nitride, aluminum nitride, sialon and the like.
According to the study of the present inventors, silicon nitride is particularly preferable from the viewpoint of thermal shock resistance, and aluminum nitride is preferable from the viewpoint of corrosion resistance to halogen-based corrosive gases and the like. Tungsten, as a high melting point metal constituting the resistance heating element,
Molybdenum, alloys thereof and the like are preferred.
【0022】図1、図2、図3を参照しつつ、本発明の
実施例について説明する。図1に模式的に示すように、
プレス成形機の下型4には、型枠1が嵌め合わされてい
る。セラミックス粉末を、ある程度の硬さになるまで予
備成形する。例えばワイヤー形状の抵抗発熱体3A、3
Bを、この凹部に収容し、この上にセラミックス粉末を
充填し、この粉末を一軸加圧成形し、円盤状成形体2を
作成する。この際、円盤状成形体2の外周側には抵抗発
熱体3Aを埋設し、内周側には抵抗発熱体3Bを埋設す
る。An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 2 and 3. As schematically shown in FIG.
The mold 1 is fitted to the lower mold 4 of the press molding machine. The ceramic powder is preformed until it has a certain degree of hardness. For example, wire-shaped resistance heating elements 3A, 3A
B is accommodated in the concave portion, and a ceramic powder is filled thereon, and the powder is subjected to uniaxial pressure molding to form a disk-shaped molded body 2. At this time, the resistance heating element 3A is embedded on the outer peripheral side of the disc-shaped molded body 2, and the resistance heating element 3B is embedded on the inner peripheral side.
【0023】円盤状成形体2をホットプレス焼結させ、
図2(a)に示すように、円盤状焼成体7Aを製造す
る。セラミックス基体5Aの外周側の内部には、抵抗発
熱体3Aが埋設されている。セラミックス基体5Aの内
周側の内部には、抵抗発熱体3Bが埋設されている。セ
ラミックス基体7Aを平面研削加工し、次いでその側周
面を、円形となるように研削加工する。The disk-shaped molded body 2 is hot-pressed and sintered.
As shown in FIG. 2A, a disc-shaped fired body 7A is manufactured. A resistance heating element 3A is embedded inside the ceramic substrate 5A on the outer peripheral side. A resistance heating element 3B is embedded inside the ceramic base 5A on the inner peripheral side. The ceramic base 7A is subjected to surface grinding, and then its side peripheral surface is ground so as to be circular.
【0024】次いで、超音波加工等によってセラミック
ス基体5Aの内周側をくり抜き加工する。この結果、図
2(b)及び図3に示すように、平面的に見て円環形状
の、盤状のセラミックスヒーター6を製造でき、かつ、
円盤状セラミックスヒーター16を製造できる。Next, the inner peripheral side of the ceramic base 5A is hollowed out by ultrasonic processing or the like. As a result, as shown in FIGS. 2B and 3, a disc-shaped ceramic heater 6 having an annular shape in plan view can be manufactured, and
The disk-shaped ceramic heater 16 can be manufactured.
【0025】円環形状のセラミックス基体8の内部に、
抵抗発熱体3Aが設けられている。抵抗発熱体3Aの端
部に、端子9A、9Bが、それぞれ接続されている。本
実施例では、抵抗発熱体3Aが、端子9Aと9Bとの間
で、約2周しているが、この周回回数は特に限定されな
い。円盤状のセラミックス基体18の内部には、抵抗発
熱体3Bが埋設されている。抵抗発熱体3Bの端部に、
端子9C、9Dが、それぞれ接続されている。Inside the annular ceramic base 8,
A resistance heating element 3A is provided. Terminals 9A and 9B are connected to ends of the resistance heating element 3A, respectively. In the present embodiment, the resistance heating element 3A makes about two turns between the terminals 9A and 9B, but the number of turns is not particularly limited. A resistance heating element 3B is embedded inside the disc-shaped ceramic base 18. At the end of the resistance heating element 3B,
Terminals 9C and 9D are respectively connected.
【0026】セラミックス基体8の内周面8a内に、円
盤状のセラミックスヒーター16を設置する。内周面8
aと、基体18の側周面18aとが対向する。A disc-shaped ceramic heater 16 is provided in the inner peripheral surface 8a of the ceramic base 8. Inner circumference 8
a and the side peripheral surface 18a of the base 18 are opposed to each other.
【0027】本実施例においては、前記した本発明の効
果を奏しうる他、セラミックスヒーターを製造した後、
廃棄材が残らないので、廃棄材の製造コストを削減でき
る。In the present embodiment, in addition to the above-described effects of the present invention, after the ceramic heater is manufactured,
Since no waste material remains, the cost of manufacturing waste material can be reduced.
【0028】図1、図2、図3を参照しつつ説明した、
上の実施例について、実際に製造実験を実施した。ただ
し、抵抗発熱体3A、3Bの材質としては、純度99
%、直径0.5mmのタングステン線を使用した。この
タングステン線をらせん状に巻回させ、巻回体を得た。
この巻回体の螺旋形状の直径を5mmとし、螺旋のピッ
チを0.5mmとした。As described with reference to FIGS. 1, 2 and 3,
Manufacturing experiments were actually performed on the above examples. However, the material of the resistance heating elements 3A and 3B is purity 99
%, A 0.5 mm diameter tungsten wire was used. The tungsten wire was spirally wound to obtain a wound body.
The diameter of the spiral shape of the wound body was 5 mm, and the pitch of the spiral was 0.5 mm.
【0029】こうして得たタングステン線を、所定の発
熱比となるように引き延ばし、この巻回体の両端に、端
子9A、9B、9C、9Dをそれぞれ接続した。図1〜
図3に示す各抵抗発熱体3A、3Bの形状を有する各ア
ニール型に、巻回体をそれぞれ設置、固定し、この状態
で、真空中、1000°Cで熱処理した。The tungsten wire thus obtained was stretched so as to have a predetermined heat generation ratio, and terminals 9A, 9B, 9C and 9D were connected to both ends of the wound body, respectively. Figure 1
The wound body was installed and fixed on each of the annealing molds having the shape of each of the resistance heating elements 3A and 3B shown in FIG. 3, and in this state, heat treatment was performed at 1000 ° C. in a vacuum.
【0030】セラミックス粉末としては、仮焼が終わっ
た後の窒化珪素粉末を使用した。一軸加圧成形時には、
金型プレスを使用し、200kg/cm2 の圧力を加え
た。ホットプレス工程は、窒素雰囲気中、1800°C
で実施した。As the ceramic powder, silicon nitride powder after calcination was used. During uniaxial pressing,
Using a mold press, a pressure of 200 kg / cm 2 was applied. The hot pressing process is performed at 1800 ° C in a nitrogen atmosphere.
It was carried out in.
【0031】こうして得られた円盤状焼成体7Aを、円
筒研削加工、平面研削加工した後、円盤状焼成体をX線
撮影してタングステン線の平面的位置を確認した。そし
て、周波数16キロヘルツ、出力1000ワットの超音
波加工機によって加工し、分割し、セラミックスヒータ
ー6と16とを得た。After the disc-shaped fired body 7A thus obtained was subjected to cylindrical grinding and surface grinding, the disc-shaped fired body was subjected to X-ray photography to confirm the planar position of the tungsten wire. Then, it was processed by an ultrasonic processing machine having a frequency of 16 kHz and an output of 1000 watts, and divided to obtain ceramic heaters 6 and 16.
【0032】この分割に際しては、最終的に円形の切断
線に沿って、ヒーター6と16とが分離される。まず、
円盤状焼成体7Aの一方の主面を上向きにし、上記の切
断線に沿い、厚み方向に見て半分を切断した。次いで、
円盤状焼成体7Aを引っ繰り返し、他方の主面を上向き
にし、上記の切断線に沿い、厚み方向に見た残りの半分
を切断した。In this division, the heaters 6 and 16 are finally separated along the circular cutting line. First,
One main surface of the disc-shaped fired body 7A was turned upward, and a half was cut along the cutting line when viewed in the thickness direction. Then
The disc-shaped fired body 7A was repeatedly turned, the other main surface was turned upward, and the other half as viewed in the thickness direction was cut along the cutting line.
【0033】端子9A、9B、9C、9Dを、放電加工
によって加工した。最終的に、円盤状セラミックスヒー
ター16の外径を157mmとし、厚さを17mmとし
た。円環形状のセラミックスヒーター6の内径を160
mmとし、外径を235mmとし、厚さを17mmとし
た。ここで、円盤状ヒーターの部分と円環状ヒーターの
部分との間の隙間は、望ましくは、ヒーターの厚さを
t、隙間をdとすると、t/d≧8とすることが好まし
い。t/dが8よりも小さいと、即ち、相対的に見て隙
間dが大きいと、この隙間の部分でコールドスポットが
発生し易い。The terminals 9A, 9B, 9C and 9D were machined by electric discharge machining. Finally, the outer diameter of the disk-shaped ceramic heater 16 was 157 mm, and the thickness was 17 mm. The inner diameter of the annular ceramic heater 6 is set to 160
mm, the outer diameter was 235 mm, and the thickness was 17 mm. Here, it is preferable that the gap between the disc-shaped heater and the annular heater be t / d ≧ 8, where t is the thickness of the heater and d is the gap. If t / d is smaller than 8, that is, if the gap d is relatively large, a cold spot is likely to occur in the gap.
【0034】このようにして作成した各セラミックスヒ
ーター6、16について、X線探傷試験、超音波探傷試
験、ザイクロ試験によって調査したが、セラミックスヒ
ーターの外観、内部には、クラック、欠け、損傷は存在
しなかった。The ceramic heaters 6 and 16 prepared as described above were examined by an X-ray flaw detection test, an ultrasonic flaw detection test, and a zycro test. The appearance and the inside of the ceramic heater had no cracks, chips or damage. Did not.
【0035】次に、図4に概略的に示す装置を使用し
て、各セラミックスヒーターの絶縁性能を検査した。た
だし、図4においては、説明の便宜上、1つの断面内
に、端子9A、9B、9C、9Dを示している。また、
セラミックスヒーター16には、温度測定及び制御用の
熱電対を挿入するための挿入孔4を形成し、ヒーター1
6を取り付けるためのネジ孔14を形成した。Next, the insulation performance of each ceramic heater was examined using an apparatus schematically shown in FIG. However, in FIG. 4, the terminals 9A, 9B, 9C, and 9D are shown in one cross section for convenience of explanation. Also,
The ceramic heater 16 is formed with an insertion hole 4 for inserting a thermocouple for temperature measurement and control.
6 was formed.
【0036】まず、ヒーター6、16を、ステンレス製
の容器10の中に静置した。次いで、水11を、各ヒー
ター6、16の各端子の表面の高さに達するまで、容器
10内に注入した。この際、熱電対の挿入孔4及びネジ
孔14にも水11を注入した。そして、絶縁抵抗測定器
(メガテスター)により、端子9A─ステンレス製容器
10間Aの抵抗ΩA、端子9C─熱電対の挿入孔4間B
の抵抗ΩB、及び、端子9C─ネジ孔14間の抵抗ΩC
について、500Vの直流電圧を印加し、抵抗値を測定
した。First, the heaters 6 and 16 were allowed to stand in a stainless steel container 10. Next, water 11 was poured into the container 10 until the height of the surface of each terminal of each heater 6 and 16 was reached. At this time, water 11 was also injected into the insertion hole 4 and the screw hole 14 of the thermocouple. Then, using an insulation resistance measuring instrument (mega tester), the resistance 9A between the terminal 9A and the stainless steel container 10A, and the terminal 9C between the terminal 9C and the insertion hole 4 of the thermocouple B
And the resistance ΩC between the terminal 9C and the screw hole 14.
, A DC voltage of 500 V was applied and the resistance value was measured.
【0037】これらの各抵抗値は、1000MΩ以上で
あることを確認した。端子9A─ステンレス製容器10
間Aの抵抗ΩAを、端子とセラミックス基体(端子設置
面以外)との間の、絶縁抵抗値とみなす。この結果、Ω
A、ΩB、ΩCの値は、それぞれ2000MΩ以上てあ
ることを確認した。It was confirmed that each of these resistance values was 1000 MΩ or more. Terminal 9A─Stainless steel container 10
The resistance ΩA in the interval A is regarded as an insulation resistance value between the terminal and the ceramic substrate (other than the terminal installation surface). As a result, Ω
It was confirmed that the values of A, ΩB, and ΩC were respectively 2000 MΩ or more.
【0038】また、セラミックスヒーター6、16を、
真空中で、室温から1000°Cまで温度を上昇させ、
1000°Cで2時間保持し、加熱試験を実施した。温
度上昇速度は、10°C/分とした。この結果、セラミ
ックスヒーターの制御性、安定性に、まったく問題は生
じなかった。The ceramic heaters 6, 16 are
In vacuum, raise the temperature from room temperature to 1000 ° C,
The sample was kept at 1000 ° C. for 2 hours, and a heating test was performed. The temperature rising rate was 10 ° C./min. As a result, no problem occurred in the controllability and stability of the ceramic heater.
【0039】次に、成形体の形状が盤状であり、焼成体
を分割することにより、それぞれ抵抗発熱体が埋設され
ている盤状のセラミックスヒーターを製造する態様につ
いて、実施例を述べる。Next, an embodiment will be described in which the shape of the molded body is a disk shape and the fired body is divided to produce a disk-shaped ceramic heater in which a resistance heating element is embedded.
【0040】本実施例では、図5に示す円盤状の焼成体
7Bを製造する。このためには、まず、セラミックス粉
末を、ある程度の硬さになるまで予備成形する。例えば
ワイヤー形状の抵抗発熱体3Cを、例えば4個、予備成
形体の凹部に収容し、この上にセラミックス粉末を充填
し、この粉末を一軸加圧成形し、円盤状成形体を作成す
る。In this embodiment, a disk-shaped fired body 7B shown in FIG. 5 is manufactured. For this purpose, first, the ceramic powder is pre-molded to a certain degree of hardness. For example, four wire-shaped resistance heating elements 3C are accommodated in the recesses of the preform, and ceramic powder is filled thereon, and this powder is uniaxially pressed to form a disc-shaped molded body.
【0041】この円盤状成形体をホットプレス焼結さ
せ、図5に示すように、円盤状焼成体7Bを製造する。
セラミックス基体5Bには、抵抗発熱体3Cが4個埋設
されている。セラミックス基体5Bを平面研削加工し、
次いでその側周面を、円形となるように研削加工する。The disc-shaped compact is sintered by hot press to produce a disc-shaped fired body 7B as shown in FIG.
Four resistance heating elements 3C are embedded in the ceramic base 5B. Surface grinding of the ceramic base 5B,
Next, the side peripheral surface is ground so as to be circular.
【0042】次いで、各抵抗発熱体3Cの位置を検査し
つつ、超音波加工等によってセラミックス基体5Bをく
り抜き加工する。この結果、図6及び図7に示すよう
に、円盤状セラミックスヒーター26を、合計4個製造
することができる。Next, while inspecting the position of each resistance heating element 3C, the ceramic base 5B is hollowed out by ultrasonic processing or the like. As a result, as shown in FIGS. 6 and 7, a total of four disc-shaped ceramic heaters 26 can be manufactured.
【0043】各円盤状セラミックス基体28の内部に、
それぞれ1本の抵抗発熱体3Cが設けられている。抵抗
発熱体3Cの端部に、端子9E、9Fが、それぞれ接続
されている。本実施例では、抵抗発熱体3Cが、端子9
Eと9Fとの間で、約3周しているが、この周回回数は
特に限定されない。Inside each disc-shaped ceramic substrate 28,
Each of the resistance heating elements 3C is provided. Terminals 9E and 9F are connected to the ends of the resistance heating element 3C, respectively. In the present embodiment, the resistance heating element 3C is connected to the terminal 9
Between E and 9F, there are about three rounds, but the number of rounds is not particularly limited.
【0044】円盤状焼成体7Bから、4個のセラミック
スヒーター26をくり抜いた結果、廃棄材20には、4
個の円形孔21が残される。As a result of cutting out four ceramic heaters 26 from the disc-shaped fired body 7B, 4
The circular holes 21 are left.
【0045】[0045]
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、複
数のセラミックスヒーターを製造するのに際し、セラミ
ックスヒーターの製造にかかる延べ時間を短くし、製造
工程を簡略化し、製造設備の利用効率を向上させ、製造
コストを低減することができる。As described above, according to the present invention, when manufacturing a plurality of ceramic heaters, the total time required for manufacturing the ceramic heater is shortened, the manufacturing process is simplified, and the utilization efficiency of the manufacturing equipment is reduced. And the manufacturing cost can be reduced.
【図1】プレス成形機の金型内で成形された成形体2を
模式的に示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a molded body 2 molded in a mold of a press molding machine.
【図2】(a)は、セラミックス焼成体7Aを示す断面
図である。(b)は、セラミックスヒーター6及び16
を示す断面図である。FIG. 2A is a sectional view showing a ceramic fired body 7A. (B) shows the ceramic heaters 6 and 16
FIG.
【図3】セラミックスヒーター16をセラミックスヒー
ター6の内側に設置した状態を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing a state where the ceramic heater 16 is installed inside the ceramic heater 6;
【図4】セラミックスヒーター6及び16を、絶縁抵抗
値の測定のために、容器10内に設置した状態を示す断
面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state where ceramic heaters 6 and 16 are installed in a container 10 for measuring an insulation resistance value.
【図5】円盤状焼成体7Bを示す平面図である。FIG. 5 is a plan view showing a disc-shaped fired body 7B.
【図6】廃棄材20及び円盤状セラミックスヒーター2
6を示す平面図である。FIG. 6 shows a waste material 20 and a disc-shaped ceramic heater 2
FIG.
【図7】廃棄材20及び円盤状セラミックスヒーター2
6を示す断面図である。FIG. 7: Waste material 20 and disc-shaped ceramic heater 2
FIG.
【図8】プレス成形機の金型内で成形された成形体12
を模式的に示す断面図である。FIG. 8 shows a molded body 12 molded in a mold of a press molding machine.
It is sectional drawing which shows typically.
【図9】(a)は、円盤状焼成体17を示す断面図であ
る。(b)は、円環形状のセラミックスヒーター6及び
廃棄材30を示す断面図である。FIG. 9A is a sectional view showing a disc-shaped fired body 17; (B) is a sectional view showing the annular ceramic heater 6 and the waste material 30.
【図10】円環形状のセラミックスヒーターを製造する
ための形状を備えた、ホットプレス用の型を模式的に示
す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing a hot press mold having a shape for manufacturing a ring-shaped ceramic heater.
2、12 成形体 3A 外周側抵抗発熱体 3B 内
周側抵抗発熱体 3C 抵抗発熱体 4 熱電対の挿入
孔 5A 5B 円盤状のセラミックス基体 6 円環
形状のセラミックスヒーター 7A 円盤状のセラミッ
クス焼成体 8 円環形状のセラミックス基体 9A
9B 9C 9D 9E端子 10 ステンレス製の容
器 11 水 16、26 円盤状セラミックスヒータ
ー 18、28 円盤状基体 20,30 廃棄材2, 12 molded body 3A outer peripheral resistance heating element 3B inner peripheral resistance heating element 3C resistance heating element 4 thermocouple insertion hole 5A 5B disc-shaped ceramic base 6 annular ceramic heater 7A disc-shaped ceramic fired body 8 Annular ceramic base 9A
9B 9C 9D 9E terminal 10 Stainless steel container 11 Water 16, 26 Disc-shaped ceramic heater 18, 28 Disc-shaped base 20, 30 Waste material
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−216283(JP,A) 特開 平2−86086(JP,A) 特開 平4−324276(JP,A) 特開 平4−101380(JP,A) 特開 平4−98784(JP,A) 特開 平5−94865(JP,A) 実開 平3−126393(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H05B 3/20 - 3/38Continuation of the front page (56) References JP-A-63-216283 (JP, A) JP-A-2-86086 (JP, A) JP-A-4-324276 (JP, A) JP-A-4-101380 (JP) JP-A-4-98784 (JP, A) JP-A-5-94865 (JP, A) JP-A-3-126393 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB Name) H05B 3/20-3/38
Claims (3)
れているセラミックスヒーターを製造する方法であっ
て:セラミックス粉末からなる成形体の内部に前記抵抗
発熱体を複数個埋設する工程;この成形体を焼成して焼
成体を製造する工程;及びこの焼成体を分割することに
より、前記セラミックスヒーターを複数個作成する工程
を有することを特徴とする、セラミックスヒーターの製
造方法。1. A method of manufacturing a ceramic heater in which a resistance heating element is embedded in a ceramic substrate, comprising: embedding a plurality of resistance heating elements inside a molded body made of ceramic powder; A step of producing a fired body by firing the ceramic heater; and a step of forming a plurality of the ceramic heaters by dividing the fired body.
形体の内部に、内周側抵抗発熱体と外周側抵抗発熱体と
を埋設し、前記焼成体を分割することにより、前記内周
側抵抗発熱体が埋設されている円盤状のセラミックスヒ
ーターと、前記外周側抵抗発熱体が埋設されている平面
円環形状のセラミックスヒーターとを製造する、請求項
1記載のセラミックスヒーターの製造方法。2. The molded body has a disk shape. An inner peripheral resistance heating element and an outer peripheral resistance heating element are buried inside the molded body, and the fired body is divided. 2. The ceramic heater according to claim 1, wherein a disk-shaped ceramic heater in which an inner peripheral resistance heating element is embedded and a planar annular ceramic heater in which the outer peripheral resistance heating element is embedded are manufactured. Method.
体を分割することにより、それぞれ前記抵抗発熱体が埋
設されている盤状のセラミックスヒーターを製造する、
請求項1記載のセラミックスヒーターの製造方法。3. A disk-shaped ceramic heater in which the molded body has a disk-like shape and the fired body is divided to produce a disk-shaped ceramic heater in which each of the resistance heating elements is embedded.
A method for manufacturing the ceramic heater according to claim 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33565493A JP2831925B2 (en) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | Manufacturing method of ceramic heater |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33565493A JP2831925B2 (en) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | Manufacturing method of ceramic heater |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07201458A JPH07201458A (en) | 1995-08-04 |
| JP2831925B2 true JP2831925B2 (en) | 1998-12-02 |
Family
ID=18291027
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33565493A Expired - Lifetime JP2831925B2 (en) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | Manufacturing method of ceramic heater |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2831925B2 (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3126393U (en) | 2006-07-20 | 2006-10-26 | 三浦 伸彦 | Information display system |
-
1993
- 1993-12-28 JP JP33565493A patent/JP2831925B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3126393U (en) | 2006-07-20 | 2006-10-26 | 三浦 伸彦 | Information display system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07201458A (en) | 1995-08-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2642858B2 (en) | Ceramic heater and heating device | |
| JP4495539B2 (en) | Manufacturing method of heating element with built-in electrode | |
| JP4476701B2 (en) | Manufacturing method of sintered body with built-in electrode | |
| JP2647799B2 (en) | Ceramic heater and manufacturing method thereof | |
| KR100420456B1 (en) | Wafer holder for semiconductor manufacturing apparatus, method of manufacturing wafer holder, and semiconductor manufacturing apparatus | |
| US6204489B1 (en) | Electrically heated substrate with multiple ceramic parts each having different volume restivities | |
| US6623595B1 (en) | Wavy and roughened dome in plasma processing reactor | |
| KR20190142384A (en) | Wafer support | |
| JP2006005095A (en) | Substrate heating apparatus and manufacturing method thereof | |
| JP2005109169A (en) | Substrate heating apparatus and manufacturing method thereof | |
| JPH059740A (en) | Semiconductor wafer heating device | |
| JP2001237051A (en) | Ceramic heater having cylindrical body and heating device using the same | |
| JP2831925B2 (en) | Manufacturing method of ceramic heater | |
| JP2005285355A (en) | Heating device | |
| JP3268263B2 (en) | Method of manufacturing ceramic member with built-in metal member | |
| JP3011528B2 (en) | Ceramic heater for heating semiconductor and method of manufacturing the same | |
| EP0823410A1 (en) | Ceramic joint body and process for manufacturing the same | |
| JP2779310B2 (en) | Ceramic heater | |
| JP4703442B2 (en) | Substrate heating device | |
| JPH0676924A (en) | Semiconductor wafer heating device | |
| JP2662360B2 (en) | Manufacturing method of ceramic heater and ceramic heater | |
| JP2000063177A (en) | Aluminum nitride-based sintered product, metal-embedded article and device for holding semiconductor | |
| JP2005056759A (en) | Heating device | |
| JPH0770491B2 (en) | Ceramics heater for heating semiconductor wafers | |
| JP3022133B2 (en) | Ceramic heater |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980825 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070925 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080925 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090925 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100925 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110925 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110925 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120925 Year of fee payment: 14 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120925 Year of fee payment: 14 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130925 Year of fee payment: 15 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |