JPH06260263A - セラミックスヒーターの製造方法 - Google Patents

セラミックスヒーターの製造方法

Info

Publication number
JPH06260263A
JPH06260263A JP5046715A JP4671593A JPH06260263A JP H06260263 A JPH06260263 A JP H06260263A JP 5046715 A JP5046715 A JP 5046715A JP 4671593 A JP4671593 A JP 4671593A JP H06260263 A JPH06260263 A JP H06260263A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
foil
resistor
ceramic
shaped
terminal
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.)
Granted
Application number
JP5046715A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2766443B2 (ja
Inventor
Yusuke Arai
裕介 新居
Junji Sakon
淳司 左近
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NGK Insulators Ltd
Original Assignee
NGK Insulators Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NGK Insulators Ltd filed Critical NGK Insulators Ltd
Priority to JP5046715A priority Critical patent/JP2766443B2/ja
Publication of JPH06260263A publication Critical patent/JPH06260263A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2766443B2 publication Critical patent/JP2766443B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Surface Heating Bodies (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)
  • Press-Shaping Or Shaping Using Conveyers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 箔状抵抗体の埋設されたセラミックスヒータ
ーを製造するのに際し、箔状抵抗体の断線や位置ズレが
生じないようにし、不良品の発生を少なくし、また加熱
面の温度分布の均熱性を高めることである。 【構成】 コールドアイソスタティックプレス法により
複数のセラミックス成形体5,6を作製する。高融点金
属からなる箔状抵抗体2をセラミックス成形体5,6の
間に挟んだ状態でセラミックス成形体5,6を積層し、
この積層体をホットプレス焼結する。これにより、緻密
質のセラミックス基材の内部に箔状抵抗体2が埋設され
たセラミックスヒーターを得る。好ましくは、積層体を
コールドアイソスタティックプレス成形することによ
り、複数のセラミックス成形体5,6を接合する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、各種の半導体製造装
置、エッチング装置等に使用できる、セラミックスヒー
ターの製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】本出願人は、緻密質セラミックスからな
る円盤状基体の内部に、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開示した。このワイヤ
ーは、円盤状基体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
性を備えていることが解った。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、こうした円盤
状のセラミックスヒーターにおいても、特に製造上の理
由から、幾つかの問題が生ずることが解った。即ち、上
記したようなセラミックスヒーターを製造するために
は、まず高融点金属からなるワイヤーを螺旋状に巻回さ
せ、ワイヤーの両端に端子(電極)を接着し、真空中で
アニールする。一方、プレス成形機内にセラミックス粉
体を仕込み、ある程度の硬さになるまで予備成形し、こ
の際、予備成形体の表面に凹みを設ける。そして、ワイ
ヤーをこの凹部に収容し、その上に更にセラミックス粉
体を充填する。そして、セラミックス粉体を一軸加圧成
形して円盤状成形体を作製し、円盤状成形体をホットプ
レス焼結させる。
【0004】しかし、抵抗発熱体をアニール用装置から
予備成形体へと運ぶ際、抵抗発熱体の形状を崩さずに運
ぶことは極めて難しく、どうしても型崩れしてしまうこ
とが多い。また、予備成形体の凹みへ抵抗発熱体を設置
した後、その上にセラミックス粉体を充填し、一軸加圧
成形するのだが、この際にも粉体の充填密度が場所によ
って異なることから、抵抗発熱体が型崩れし易い。更
に、ホットプレス時に大きな圧力が円盤状基体の厚さ方
向にかかるので、たとえ成形時点で型崩れがなくとも、
ホットプレス時に抵抗発熱体が位置ズレすることがあ
る。これらの現象が生ずると、いずれの場合も、ヒータ
ー発熱面の温度にムラが生じるし、ヒーター特性が一定
しない。
【0005】この問題を解決するため、本発明者は、特
願平4−66157 号明細書(本出願時には未公開)におい
て、上記予備成形体の表面に金属箔を設置し、この上に
更にセラミックス粉体を充填し、セラミックス粉体を一
軸加圧成形して円盤状成形体を作製する方法を提案し
た。この方法によれば、抵抗発熱体が金属箔からなり、
ワイヤーと異なり三次元的に変形しないので、運搬時や
設置時に型崩れしない。
【0006】ところが、この技術でも、次の問題が生じ
てくることが判明した。即ち、箔状抵抗体は、その厚さ
方向に向うせん断応力が弱い。そして、前記したよう
に、セラミックス粉体を充填して一軸加圧成形する際に
は、粉体の充填密度が場所によって異なるので、粉体は
不均一に流動し、箔状抵抗体にせん断応力が加わる。こ
の結果、箔状抵抗体が引き裂かれ、不良品が生じてい
た。または、少なくとも箔状抵抗体がねじれ、位置ズレ
を起すため、加熱面の温度分布における不均一が大きく
なっていた。
【0007】本発明の課題は、箔状抵抗体の埋設された
セラミックスヒーターを製造するのに際し、箔状抵抗体
の断線や位置ズレが生じないようにし、不良品の発生を
少なくし、また加熱面の温度分布の均熱性を高めること
である。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、コールドアイ
ソスタティックプレス法により複数のセラミックス成形
体を作製し、高融点金属からなる箔状抵抗体を前記セラ
ミックス成形体の間に挟んだ状態で複数の前記セラミッ
クス成形体を積層し、この積層体をホットプレス焼結す
ることにより、緻密質のセラミックス基材の内部に前記
箔状抵抗体が埋設されたセラミックスヒーターを得る、
セラミックスヒーターの製造方法に係るものである。
【0009】
【作用】本発明によれば、コールドアイソスタティック
法により成形したセラミックス成形体の間に箔状抵抗体
を挟み、次いでこの積層体をホットプレス焼結してい
る。即ち、上記セラミックス成形体の密度は、箔状抵抗
体を挟むときには既に高密度であるので、ホットプレス
焼結の段階でも箔状抵抗体の断線や位置ズレ、ねじれ等
は生じない。従って不良品の発生は少なくなり、加熱面
の温度分布の均熱性は向上する。
【0010】また、箔状抵抗体に、ねじれ等の変形やこ
れによるクラックが生じないことから、こうした変形、
クラック部分に電力集中が生ずることもない。従って、
セラミックスヒーターに長時間通電しても、箔状抵抗体
に電力集中による断線が生じにくく、セラミックスヒー
ターの寿命が長くなる。
【0011】本発明において、コールドアイソスタティ
ックプレス法によって複数のセラミックス成形体を作製
する際には、成形圧力を2.5 トン/cm2 以上とすること
が好ましい。この成形圧力を2.5 トン/cm2 よりも大き
くしていっても、本発明の効果にはほとんど変化がな
い。
【0012】また、好ましくは、上記積層体をコールド
アイソスタティックプレス成形することにより、複数の
セラミックス成形体を互いに接合する。
【0013】
【実施例】まず、図1(a) に示すように、例えば平面長
方形の、高融点金属からなる金属箔1を準備する。この
厚さは、後述する理由から、25〜50μmとすると更に好
ましい。次いで、金属箔1をサンドブラストやエッチン
グによって加工し、例えば図1(b) に示すような平面的
パターンの箔状抵抗体2を製造する。
【0014】箔状抵抗体2においては、金属箔の主表面
に対してほぼ平行に、細長い金属箔が延びた形状となっ
ており、従って、抵抗発熱体2の全体がほぼ同一平面上
にある。抵抗発熱体2の両端には、他の部分より幅の広
い末端部2aが形成され、各末端部2aに、端子取付孔
2bが形成されている。
【0015】次いで、端子3を抵抗発熱体2の端部に取
り付ける。この際には、例えば図1(c) に示すように、
円柱形状の本体の底面に雄ネジ3aを設け、雄ネジ3a
を端子取付孔2bに挿通させる。ナット4の雌ネジ4a
に雄ネジ3aを螺合させ、ナット4を締め付け、端子3
を固定する。
【0016】本実施例においては、コールドアイソスタ
ティックプレス法により2枚の円盤状成形体を作製す
る。この際、好ましくは、まず円盤状の予備成形体を一
軸加圧成形法によって製造し、この予備成形体をコール
ドアイソスタティックプレス成形し、図2(a) に示す円
盤状成形体5を得る。
【0017】次いで、図2(b) に示すように、円盤状成
形体5の接合面5a側に凹部5bを形成する。図中、5cは非
接合面である。次いで、図2(c) に示すように、接合面
5aに箔状抵抗体2を載置し、ナット4を凹部5bに収容す
る。
【0018】一方、図2(d) に示す円盤状成形体6を、
上記と同様にして作製する。ただし、図中、6aは接合面
であり、6bは凹部であり、6cは非接合面である。そし
て、図2(d) に示すように、接合面6aを接合面5aと対向
させ、端子3を凹部6bに収容し、接合面6aを接合面5a及
び箔状抵抗体2に密着させる。
【0019】次いで、図2(d) の積層体をホットプレス
焼結させることにより、成形体を緻密化させる。そし
て、所定の研削加工を施して端子3の表面を露出させる
ことにより、図3に示すセラミックスヒーター7が得ら
れる。図3においては、円盤状基材8の内部に箔状抵抗
体2が埋設され、一対の端子3が、背面8a側に露出して
いる。
【0020】円盤状基材8を構成する緻密質セラミック
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ると、このうち窒
化珪素を使うとヒーターの耐熱衝撃性が高い。また、窒
化アルミニウムを使うと、ハロゲン系腐蝕性ガスに対し
て、高い耐蝕効果が得られる。箔状抵抗体2を構成する
高融点金属としては、タングステン、モリブデン等が好
ましい。また、金属箔は、印刷、蒸着等で用いられる多
孔質のものではなく、緻密質であることは言うまでもな
い。
【0021】以下、更に具体的な実験結果について述べ
る。図1〜図3に示した本発明の手順に従って、円盤状
セラミックスヒーター7を製造した。ただし、セラミッ
クスとしては窒化珪素を用い、箔状抵抗体2の材料とし
てはタングステンを用いた。
【0022】まず、タングステンからなる金属箔1の厚
さを15, 25, 50, 75μm に変更し、サンドブラスト加工
を行ってみた。この結果、サンドブラスト加工は、金属
箔1の厚さが25, 50μm のときが、最も行い易かった。
そこで、金属箔1の厚さを50μm に設定した。
【0023】円盤状成形体5を得るときの成形圧力は2.
5 トン/cm2 とした。二つの円盤状成形体5を接合する
ときの成形圧力は、5〜7トン/cm2 とした。
【0024】一方、比較例として、一軸加圧成形法によ
って円盤状の予備成形体を作製し、予備成形体の上に箔
状抵抗体2を載置し、この上に窒化珪素粉体を充填し、
一軸加圧成形し、円盤状成形体を得た。この円盤状成形
体をホットプレス焼結し、セラミックスヒーターを得
た。
【0025】まず、焼成後の歩留りについて調べた。本
発明の上記方法により製造した場合は、100 個につい
て、箔状抵抗体2の断線や抵抗値の異常は生じなかっ
た。一方、比較例の方法により製造した場合は、100 個
のうち40個について、箔状抵抗体2の断線か抵抗値の異
常が生じていた。
【0026】また、8インチの寸法のものについて、50
0 ℃における加熱面の温度分布を調べた。この結果、本
発明の方法により製造した場合は、均熱性が最良のもの
で±2℃、最悪のもので±4℃の温度差が生じていた。
一方、比較例の方法により製造した場合は、均熱性が最
良のもので±2℃、最悪のもので±10℃の温度差が生じ
ていた。
【0027】一方、抵抗発熱体として、ワイヤー状の抵
抗体をコイル状に巻回させたものを使用し、セラミック
スヒーターを製造してみた。この場合には、均熱性が最
良のもので±5℃、最悪のもので±25℃の温度差が生じ
ていた。
【0028】また、セラミックスヒーターを1000℃に連
続して加熱し、箔状抵抗体の断線が生ずるまでの平均時
間を測定した。この結果、本発明の方法により製造した
場合は平均して約20,000時間であった。上記した比較例
の方法により製造した場合は、平均して約5,000 時間で
あった。
【0029】
【発明の効果】本発明によれば、コールドアイソスタテ
ィック法により成形したセラミックス成形体の間に箔状
抵抗体を挟み、次いでこの積層体をホットプレス焼結し
ている。即ち、上記セラミックス成形体の密度は、箔状
抵抗体を挟むときには既に高密度であるので、ホットプ
レス焼結の段階でも箔状抵抗体の断線や位置ズレ、ねじ
れ等は生じない。従って、不良品の発生は少なくなり、
加熱面の温度分布の均熱性は向上する。
【0030】また、箔状抵抗体に、ねじれ等の変形やこ
れによるクラックが生じないことから、こうした変形、
クラック部分に電力集中が生ずることもない。従って、
セラミックスヒーターに長時間通電しても、箔状抵抗体
に電力集中による断線が生じにくく、セラミックスヒー
ターの寿命が長くなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a) は、金属箔1を示す斜視図である。(b)
は、箔状抵抗体2を示す平面図である。(c) は、端子取
付孔2bの周辺を示す斜視図である。
【図2】(a) ,(b) ,(c) ,(d) は、本発明の各工程に
おける状態を模式的に示す断面図である。
【図3】セラミックスヒーター7を概略的に示す斜視図
である。
【符号の説明】
2 箔状抵抗体 3 端子 5,6 セラミックス成形体 5a, 6a 接合面 5c, 6c 非接合面 7 セラミックスヒーター 8 セラミックス基材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H05B 3/20 328

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コールドアイソスタティックプレス法に
    より複数のセラミックス成形体を作製し、高融点金属か
    らなる箔状抵抗体を前記セラミックス成形体の間に挟ん
    だ状態で複数の前記セラミックス成形体を積層し、この
    積層体をホットプレス焼結することにより、緻密質のセ
    ラミックス基材の内部に前記箔状抵抗体が埋設されたセ
    ラミックスヒーターを得る、セラミックスヒーターの製
    造方法。
  2. 【請求項2】 前記積層体をコールドアイソスタティッ
    クプレス成形することにより、複数の前記セラミックス
    成形体を接合する、請求項1記載のセラミックスヒータ
    ーの製造方法。
JP5046715A 1993-03-08 1993-03-08 セラミックスヒーターの製造方法 Expired - Lifetime JP2766443B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5046715A JP2766443B2 (ja) 1993-03-08 1993-03-08 セラミックスヒーターの製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5046715A JP2766443B2 (ja) 1993-03-08 1993-03-08 セラミックスヒーターの製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06260263A true JPH06260263A (ja) 1994-09-16
JP2766443B2 JP2766443B2 (ja) 1998-06-18

Family

ID=12755050

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5046715A Expired - Lifetime JP2766443B2 (ja) 1993-03-08 1993-03-08 セラミックスヒーターの製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2766443B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6225606B1 (en) 1998-01-08 2001-05-01 Ngk Insulators, Ltd. Ceramic heater
JP2018182059A (ja) * 2017-04-13 2018-11-15 日本特殊陶業株式会社 半導体製造装置用部品の製造方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02109289A (ja) * 1988-10-18 1990-04-20 Hitachi Heating Appliance Co Ltd 面状発熱体
JPH04231384A (ja) * 1990-12-28 1992-08-20 Kawasaki Refract Co Ltd 加熱調理器具の伝熱体

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02109289A (ja) * 1988-10-18 1990-04-20 Hitachi Heating Appliance Co Ltd 面状発熱体
JPH04231384A (ja) * 1990-12-28 1992-08-20 Kawasaki Refract Co Ltd 加熱調理器具の伝熱体

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6225606B1 (en) 1998-01-08 2001-05-01 Ngk Insulators, Ltd. Ceramic heater
JP2018182059A (ja) * 2017-04-13 2018-11-15 日本特殊陶業株式会社 半導体製造装置用部品の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2766443B2 (ja) 1998-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100672802B1 (ko) 기판 가열 장치 및 그 제조 방법
KR101099891B1 (ko) 접합 구조체 및 그 제조 방법
JP4421595B2 (ja) 加熱装置
US6225606B1 (en) Ceramic heater
KR101933292B1 (ko) 접합 구조체
JP4531004B2 (ja) 加熱装置
JP2001274230A (ja) 半導体製造装置用ウェハ保持体
KR102094212B1 (ko) 세라믹스 부재
KR100634182B1 (ko) 기판 가열 장치와 그 제조 방법
JP2021504970A (ja) セラミックペデスタルで使用するための二重目的のビア
US11142484B2 (en) Component for semiconductor production device, and production method of component for semiconductor production device
CN114628308A (zh) 半导体制造装置用构件及其制法
JPH06260263A (ja) セラミックスヒーターの製造方法
KR20070072591A (ko) 반도체 제조 장치용 세라믹 히터
JP2967024B2 (ja) 電極埋設品及びその製造方法
JP3011528B2 (ja) 半導体加熱用セラミックスヒーター及びその製造方法
JP7143256B2 (ja) ウエハ載置台及びその製法
JP2003163259A (ja) 内部電極を有するセラミック部品の製造方法および内部電極を有するセラミック部品
JP7125299B2 (ja) 電極埋設部材及びその製造方法
JPH10259059A (ja) 金属部材内蔵セラミックス部材の製造方法
US11869796B2 (en) Electrode-embedded member and method for manufacturing same, electrostatic chuck, and ceramic heater
JP2019212668A (ja) 電極埋設部材
JP2662360B2 (ja) セラミックスヒーターの製造方法及びセラミックスヒーター
KR100794960B1 (ko) 하이브리드형 히터 제조방법
JP2004351491A (ja) タングステンの接合方法およびこれを用いたセラミックヒータ

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: 19980303

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090403

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100403

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100403

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110403

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110403

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120403

Year of fee payment: 14

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120403

Year of fee payment: 14

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130403

Year of fee payment: 15

EXPY Cancellation because of completion of term