JP7284339B2 - セラミックヒータ及びその製法 - Google Patents
セラミックヒータ及びその製法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7284339B2 JP7284339B2 JP2022503600A JP2022503600A JP7284339B2 JP 7284339 B2 JP7284339 B2 JP 7284339B2 JP 2022503600 A JP2022503600 A JP 2022503600A JP 2022503600 A JP2022503600 A JP 2022503600A JP 7284339 B2 JP7284339 B2 JP 7284339B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heating element
- resistance heating
- section
- groove
- ceramic
- 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.)
- Active
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims description 85
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 17
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 148
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 52
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 19
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 7
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 7
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 36
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 20
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 16
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 14
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 13
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 12
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 10
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 9
- 239000003349 gelling agent Substances 0.000 description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000002585 base Substances 0.000 description 5
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- -1 sorbitan fatty acid esters Chemical class 0.000 description 5
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 4
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 4
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 description 4
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 description 4
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 description 4
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 description 4
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 4
- URAYPUMNDPQOKB-UHFFFAOYSA-N triacetin Chemical compound CC(=O)OCC(OC(C)=O)COC(C)=O URAYPUMNDPQOKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 3
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 3
- IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N isocyanate group Chemical group [N-]=C=O IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QIJNJJZPYXGIQM-UHFFFAOYSA-N 1lambda4,2lambda4-dimolybdacyclopropa-1,2,3-triene Chemical compound [Mo]=C=[Mo] QIJNJJZPYXGIQM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YIWUKEYIRIRTPP-UHFFFAOYSA-N 2-ethylhexan-1-ol Chemical compound CCCCC(CC)CO YIWUKEYIRIRTPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910039444 MoC Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 2
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 2
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 2
- WUOACPNHFRMFPN-UHFFFAOYSA-N alpha-terpineol Chemical compound CC1=CCC(C(C)(C)O)CC1 WUOACPNHFRMFPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- SQIFACVGCPWBQZ-UHFFFAOYSA-N delta-terpineol Natural products CC(C)(O)C1CCC(=C)CC1 SQIFACVGCPWBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 2
- XTDYIOOONNVFMA-UHFFFAOYSA-N dimethyl pentanedioate Chemical compound COC(=O)CCCC(=O)OC XTDYIOOONNVFMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 2
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 2
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 2
- 235000013773 glyceryl triacetate Nutrition 0.000 description 2
- 239000001087 glyceryl triacetate Substances 0.000 description 2
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 2
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 2
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 description 2
- 150000007519 polyprotic acids Polymers 0.000 description 2
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 2
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 2
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229940116411 terpineol Drugs 0.000 description 2
- 229920002803 thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 description 2
- 229960002622 triacetin Drugs 0.000 description 2
- IMNIMPAHZVJRPE-UHFFFAOYSA-N triethylenediamine Chemical compound C1CN2CCN1CC2 IMNIMPAHZVJRPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- RTBFRGCFXZNCOE-UHFFFAOYSA-N 1-methylsulfonylpiperidin-4-one Chemical compound CS(=O)(=O)N1CCC(=O)CC1 RTBFRGCFXZNCOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAYXUHPQHDHDDZ-UHFFFAOYSA-N 2-(2-butoxyethoxy)ethanol Chemical compound CCCCOCCOCCO OAYXUHPQHDHDDZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VXQBJTKSVGFQOL-UHFFFAOYSA-N 2-(2-butoxyethoxy)ethyl acetate Chemical compound CCCCOCCOCCOC(C)=O VXQBJTKSVGFQOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZNQVEEAIQZEUHB-UHFFFAOYSA-N 2-ethoxyethanol Chemical compound CCOCCO ZNQVEEAIQZEUHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCXNXRUTKSIZND-UHFFFAOYSA-N 6-(dimethylamino)hexan-1-ol Chemical compound CN(C)CCCCCCO QCXNXRUTKSIZND-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N Butyl acetate Natural products CCCCOC(C)=O DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 239000001856 Ethyl cellulose Substances 0.000 description 1
- ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N Ethyl cellulose Chemical compound CCOCC1OC(OC)C(OCC)C(OCC)C1OC1C(O)C(O)C(OC)C(CO)O1 ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005822 acrylic binder Polymers 0.000 description 1
- 239000005456 alcohol based solvent Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JFCQEDHGNNZCLN-UHFFFAOYSA-N anhydrous glutaric acid Natural products OC(=O)CCCC(O)=O JFCQEDHGNNZCLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002003 electrode paste Substances 0.000 description 1
- 239000003759 ester based solvent Substances 0.000 description 1
- 239000004210 ether based solvent Substances 0.000 description 1
- 229920001249 ethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 235000019325 ethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- SYECJBOWSGTPLU-UHFFFAOYSA-N hexane-1,1-diamine Chemical compound CCCCCC(N)N SYECJBOWSGTPLU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N hexanoic acid Chemical compound CCCCCC(O)=O FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 1
- 239000005453 ketone based solvent Substances 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 229920002037 poly(vinyl butyral) polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920005646 polycarboxylate Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920001228 polyisocyanate Polymers 0.000 description 1
- 239000005056 polyisocyanate Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 description 1
- BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M sulfonate Chemical compound [O-]S(=O)=O BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000003512 tertiary amines Chemical class 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
- H05B3/12—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
- H05B3/14—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material the material being non-metallic
- H05B3/141—Conductive ceramics, e.g. metal oxides, metal carbides, barium titanate, ferrites, zirconia, vitrous compounds
- H05B3/143—Conductive ceramics, e.g. metal oxides, metal carbides, barium titanate, ferrites, zirconia, vitrous compounds applied to semiconductors, e.g. wafers heating
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B1/00—Details of electric heating devices
- H05B1/02—Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
- H05B1/0227—Applications
- H05B1/023—Industrial applications
- H05B1/0233—Industrial applications for semiconductors manufacturing
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/02—Details
- H05B3/06—Heater elements structurally combined with coupling elements or holders
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
- H05B3/18—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor the conductor being embedded in an insulating material
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
- H05B3/22—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible
- H05B3/28—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor embedded in insulating material
- H05B3/283—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor embedded in insulating material the insulating material being an inorganic material, e.g. ceramic
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
- H05B2203/002—Heaters using a particular layout for the resistive material or resistive elements
- H05B2203/003—Heaters using a particular layout for the resistive material or resistive elements using serpentine layout
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
- H05B2203/017—Manufacturing methods or apparatus for heaters
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
Description
抵抗発熱体を備えたセラミックヒータであって、
前記抵抗発熱体は、前記抵抗発熱体の一端から他端までが複数の区間に分割され、
前記区間ごとの前記抵抗発熱体の表面には、前記抵抗発熱体の長手方向に沿って凹溝が設けられ、
隣合う前記区間に設けられた前記凹溝同士の連結部には、前記連結部に沿って延びる凸部が設けられている、
ものである。
(a)第1セラミック焼成層又は未焼成層の表面に所定パターンの抵抗発熱体又はその前駆体を形成する工程と、
(b)前記抵抗発熱体又はその前駆体をその長手方向に沿って複数に分割した区間のそれぞれに、レーザ光を照射して前記抵抗発熱体又はその前駆体の長手方向に沿って凹溝を形成する工程と、
(c)前記第1セラミック焼成層又は未焼成層の表面に前記抵抗発熱体又はその前駆体を覆うように第2セラミック未焼成層を配置して積層体を得る工程と、
(d)前記積層体をホットプレス焼成することにより、セラミック基板の内部に前記抵抗発熱体を備えたセラミックヒータを得る工程と、
を含み、
前記工程(b)では、隣合う前記区間に設けられた前記凹溝同士の連結部に、前記連結部に沿って延びる凸部が残るようにする、
ものである。
円盤状の下部及び上部の成形体51,53を作製する。各成形体51,53は、例えば、まず、成形型にアルミナ粉体(例えば平均粒径0.1~10μm)、溶媒、分散剤及びゲル化剤を含むスラリーを投入し、成形型内でゲル化剤を化学反応させてスラリーをゲル化させたあと離型することにより、作製する。このようにして得られる成形体51,53を、モールドキャスト成形体と称する。
下部及び上部の成形体51,53を乾燥したあと脱脂し、更に仮焼することにより、下部及び上部の仮焼体61,63を得る。成形体51,53の乾燥は、成形体51,53に含まれる溶媒を蒸発させるために行う。乾燥温度や乾燥時間は、使用する溶媒に応じて適宜設定すればよい。但し、乾燥温度は、乾燥中の成形体51,53にクラックが入らないように注意して設定する。また、雰囲気は大気雰囲気、不活性雰囲気、真空雰囲気のいずれであってもよい。乾燥後の成形体51,53の脱脂は、分散剤や触媒やバインダなどの有機物を分解・除去するために行う。脱脂温度は、含まれる有機物の種類に応じて適宜設定すればよいが、例えば400~600℃に設定してもよい。また、雰囲気は大気雰囲気、不活性雰囲気、真空雰囲気のいずれであってもよい。脱脂後の成形体51,53の仮焼は、強度を高くしハンドリングしやすくするために行う。仮焼温度は、特に限定するものではないが、例えば750~900℃に設定してもよい。また、雰囲気は大気雰囲気、不活性雰囲気、真空雰囲気のいずれであってもよい。
下部の仮焼体61の片面に抵抗発熱体用ペーストを抵抗発熱体16と同じパターンとなるように印刷したあと乾燥することにより抵抗発熱体前駆体66を形成する。また、上部の仮焼体63の片面に静電電極用ペーストを静電電極14と同じ形状となるように印刷したあと乾燥することにより静電電極前駆体64を形成する。両ペーストは、いずれも、アルミナ粉体と導電性粉末とバインダと溶媒とを含むものである。アルミナ粉体としては、例えば成形体51,53の作製時に用いたものと同様のものを用いることができる。導電性粉末としては、例えば、炭化タングステン粉末が挙げられる。バインダとしては、例えば、セルロース系バインダ(エチルセルロースなど)やアクリル系バインダ(ポリメタクリル酸メチルなど)やビニル系バインダ(ポリビニルブチラールなど)が挙げられる。溶媒としては、例えば、テルピネオールなどが挙げられる。印刷方法は、例えば、スクリーン印刷法などが挙げられる。印刷は複数回実施する。そのため、各前駆体66,64は、多層構造となっている。
下部の仮焼体61の片面に設けた抵抗発熱体前駆体66に凹溝Uを形成する。抵抗発熱体前駆体66の一端から他端までは、抵抗発熱体16の区間Sと同様、複数の区間Tに仮想的に分割されている。凹溝Uは、区間Tごとの抵抗発熱体前駆体66の表面に形成される。凹溝Uの形成は、図11に示すピコ秒レーザ加工機30により行う。ピコ秒レーザ加工機30は、ガルバノミラーのモータとステージのモータを駆動させながらレーザ光32を抵抗発熱体前駆体66の長手方向に沿って照射することにより線溝68を形成する。線溝68の幅は特に限定するものではないが、例えば10~100μmが好ましく、20~60μmがより好ましい。ピコ秒レーザ加工機30は、こうした線溝68を抵抗発熱体前駆体66の幅方向に重なるように複数本設けることにより、凹溝Uを形成する。レーザ光32は、照射位置の中心で最もエネルギーが高く、中心よりも外側に行くほどエネルギーが低くなる。そのため、線溝68の断面は、図12に示すようにガウシアンに近い形状になる。線溝68のピッチを線溝68の幅の半分になるように設定すると、現在の線溝68から次の線溝68を形成する際のレーザ光32の断面は図12の点線、その次の線溝68を形成する際のレーザ光32の断面は図12の1点鎖線、更にその次の線溝68を形成する際のレーザ光32の断面は図12の2点鎖線のようになる。そのため、これらすべての線溝68を形成し終えると、図13に示すように底面がほぼ平らに近い凹溝Uが得られる。凹溝Uは、線溝68の集合体である。凹溝Uの側壁面は、水平面(下部の仮焼体61の表面)に対して傾斜している。その傾斜角度β(図13参照)は、45°以下であることが好ましい。また、レーザ光32の加工性を考慮すると、傾斜角度βは、18°以上であることが好ましい。傾斜角度βは、レーザ光32の出力やレーザ光32の加工回数(同じ箇所に照射するレーザ光32の回数)によって変化する。傾斜角度βは、上述した傾斜角度αと同様にして求めることができる。その場合、SEM写真の代わりに、触針式測定器を用いて抵抗発熱体前駆体66の高さを抵抗発熱体前駆体66の幅方向に2.5μmピッチで測定したデータを用いる。
下部の仮焼体61の抵抗発熱体前駆体66が設けられた面に、抵抗発熱体前駆体66を覆うようにアルミナ粉体を積層し、その上に上部の仮焼体63を、静電電極前駆体64が設けられた面がアルミナ粉体に接するように積層して成形し、積層体50を得る。積層体50は、上部及び下部の仮焼体61,63の間に仮焼体61,63と同径の円板状のアルミナ粉体層62が挟まれた構造である。アルミナ粉体としては、成形体51,53の作製時に用いたものと同様のものを用いることができる。
得られた積層体50を厚み方向に圧力を加えながらホットプレス焼成する。このとき、積層体50は、金型によって径方向に拡がらないようにせき止められているため厚さ方向に圧縮される。圧縮率は、プレス圧力によって異なるが、例えば30~70%である。これにより、抵抗発熱体前駆体66が焼成されて抵抗発熱体16となり、静電電極前駆体64が焼成されて静電電極14となり、仮焼体61、63及びアルミナ粉体層62が焼結して一体化してセラミック基板12となる。また、区間T、凹溝U、凸部Umは区間S、凹溝R、凸部Rmとなる。その結果、静電チャックヒータ10が得られる。ホットプレス焼成では、少なくとも最高温度(焼成温度)において、プレス圧力を30~300kgf/cm2とすることが好ましく、50~250kgf/cm2とすることがより好ましい。また、最高温度は、セラミック粉末の種類、粒径などにより適宜設定すればよいが、1000~2000℃の範囲に設定することが好ましい。雰囲気は、大気雰囲気、不活性雰囲気、真空雰囲気の中から、適宜選択すればよい。
Claims (8)
- 抵抗発熱体を備えたセラミックヒータであって、
前記抵抗発熱体は、前記抵抗発熱体の一端から他端までが複数の区間に分割され、
前記区間ごとの前記抵抗発熱体の表面には、前記抵抗発熱体の長手方向に沿って凹溝が設けられ、
隣合う前記区間に設けられた前記凹溝同士の連結部には、前記連結部に沿って延びる凸部が設けられている、
セラミックヒータ。 - 前記抵抗発熱体の長手方向に沿う面で前記凸部を切断した断面をみたとき、前記凸部は、裾の幅が95μm以下の山形状として現れる、
請求項1に記載のセラミックヒータ。 - 前記凹溝の深さは、前記区間にかかわらず同じ値に設定され、
前記凹溝の幅は、前記区間ごとに設定されている、
請求項1又は2に記載のセラミックヒータ。 - 前記凹溝の中心線は、前記抵抗発熱体の中心線と一致している、
請求項1~3のいずれか1項に記載のセラミックヒータ。 - 前記凹溝は、前記抵抗発熱体のうち抜熱作用の低い箇所には設けられていない、
請求項1~4のいずれか1項に記載のセラミックヒータ。 - 前記区間を平面視した形状の長手方向がストレートであるかカーブしているかにかかわらず、前記凹溝を平面視した形状の長手方向はストレートである、
請求項1~5のいずれか1項に記載のセラミックヒータ。 - 前記区間を平面視した形状の長手方向がストレートであるかカーブしているかにかかわらず、前記凸部の裾の幅は、前記連結部のうち前記凹溝の幅方向の両端部分を除き、一定である、
請求項1~6のいずれか1項に記載のセラミックヒータ。 - (a)第1セラミック焼成層又は未焼成層の表面に所定パターンの抵抗発熱体又はその前駆体を形成する工程と、
(b)前記抵抗発熱体又はその前駆体をその長手方向に沿って複数に分割した区間のそれぞれに、レーザ光を照射して前記抵抗発熱体又はその前駆体の長手方向に沿って凹溝を形成する工程と、
(c)前記第1セラミック焼成層又は未焼成層の表面に前記抵抗発熱体又はその前駆体を覆うように第2セラミック未焼成層を配置して積層体を得る工程と、
(d)前記積層体をホットプレス焼成することにより、セラミック基板の内部に前記抵抗発熱体を備えたセラミックヒータを得る工程と、
を含み、
前記工程(b)では、隣合う前記区間に設けられた前記凹溝同士の連結部に、前記連結部に沿って延びる凸部が残るようにする、
セラミックヒータの製法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020030725 | 2020-02-26 | ||
JP2020030725 | 2020-02-26 | ||
PCT/JP2021/006589 WO2021172262A1 (ja) | 2020-02-26 | 2021-02-22 | セラミックヒータ及びその製法 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2021172262A1 JPWO2021172262A1 (ja) | 2021-09-02 |
JPWO2021172262A5 JPWO2021172262A5 (ja) | 2022-09-20 |
JP7284339B2 true JP7284339B2 (ja) | 2023-05-30 |
Family
ID=77491124
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022503600A Active JP7284339B2 (ja) | 2020-02-26 | 2021-02-22 | セラミックヒータ及びその製法 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20220377850A1 (ja) |
JP (1) | JP7284339B2 (ja) |
KR (1) | KR20220124780A (ja) |
CN (1) | CN115152322A (ja) |
TW (1) | TWI768727B (ja) |
WO (1) | WO2021172262A1 (ja) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002190373A (ja) | 2000-12-19 | 2002-07-05 | Ibiden Co Ltd | セラミックヒータの製造方法 |
JP2006228633A (ja) | 2005-02-18 | 2006-08-31 | Ngk Insulators Ltd | 基板加熱装置の製造方法及び基板加熱装置 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1199908A4 (en) * | 1999-10-22 | 2003-01-22 | Ibiden Co Ltd | CERAMIC HEATING PLATE |
JP2006054125A (ja) * | 2004-08-12 | 2006-02-23 | Kyocera Corp | ヒータとその製造方法、及びこれを用いたウェハ加熱装置 |
JP6804828B2 (ja) * | 2015-04-20 | 2020-12-23 | 日本特殊陶業株式会社 | セラミックヒータ及び静電チャック |
JP6584286B2 (ja) * | 2015-10-26 | 2019-10-02 | 日本発條株式会社 | ヒータユニット |
US10681778B2 (en) * | 2017-11-21 | 2020-06-09 | Watlow Electric Manufacturing Company | Integrated heater and method of manufacture |
-
2021
- 2021-02-22 JP JP2022503600A patent/JP7284339B2/ja active Active
- 2021-02-22 CN CN202180007507.8A patent/CN115152322A/zh active Pending
- 2021-02-22 KR KR1020227027433A patent/KR20220124780A/ko unknown
- 2021-02-22 WO PCT/JP2021/006589 patent/WO2021172262A1/ja active Application Filing
- 2021-02-23 TW TW110106267A patent/TWI768727B/zh active
-
2022
- 2022-08-03 US US17/817,048 patent/US20220377850A1/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002190373A (ja) | 2000-12-19 | 2002-07-05 | Ibiden Co Ltd | セラミックヒータの製造方法 |
JP2006228633A (ja) | 2005-02-18 | 2006-08-31 | Ngk Insulators Ltd | 基板加熱装置の製造方法及び基板加熱装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TWI768727B (zh) | 2022-06-21 |
KR20220124780A (ko) | 2022-09-14 |
CN115152322A (zh) | 2022-10-04 |
TW202143362A (zh) | 2021-11-16 |
JPWO2021172262A1 (ja) | 2021-09-02 |
US20220377850A1 (en) | 2022-11-24 |
WO2021172262A1 (ja) | 2021-09-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1124404B1 (en) | Ceramic heater | |
US6919124B2 (en) | Ceramic substrate | |
US9516702B2 (en) | Honeycomb structure | |
JP6496675B2 (ja) | 静電チャックヒータ | |
CN1887594A (zh) | 具有假对称构形的低温共焙烧陶瓷结构的约束烧结方法 | |
JP2014183011A (ja) | セラミックヒータ及びその製法 | |
JP7284339B2 (ja) | セラミックヒータ及びその製法 | |
US10945312B2 (en) | Heating device | |
US10615060B2 (en) | Heating device | |
CN111837452B (zh) | 陶瓷加热器及其制法 | |
WO2019088203A1 (ja) | 半導体製造装置用部材、その製法及び成形型 | |
CN1613139A (zh) | 半导体生产系统用的陶瓷加热器 | |
JP7349010B2 (ja) | セラミックヒータ及びその製法 | |
JP3222119B2 (ja) | 半導体製造・検査装置用セラミックヒータ | |
JP7296351B2 (ja) | セラミックヒータ | |
JP2003204156A (ja) | セラミック基板 | |
US20200312693A1 (en) | Member for semiconductor manufacturing apparatus, method for manufacturing the same, and mold | |
JP2001230306A (ja) | セラミック基板 | |
JP2002124446A (ja) | 半導体製造・検査装置用セラミックヒータ | |
KR20120009124A (ko) | 세라믹 기판의 소성용 버퍼시트 및 이를 이용한 세라믹 기판의 제조방법 | |
JP2023149341A (ja) | 電極埋設部材、および基板保持部材 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220729 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220729 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230509 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230518 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7284339 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |