JPH10321354A - 加熱プレートとその製造方法 - Google Patents
加熱プレートとその製造方法Info
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- JPH10321354A JPH10321354A JP13372097A JP13372097A JPH10321354A JP H10321354 A JPH10321354 A JP H10321354A JP 13372097 A JP13372097 A JP 13372097A JP 13372097 A JP13372097 A JP 13372097A JP H10321354 A JPH10321354 A JP H10321354A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 均熱性に優れ、高温域での剛性を保持させる
と共に、熱膨張を小さくし、熱伝導性を良好にしてヒー
ターの負荷を軽減し、長寿命化が可能で、有害ガスの発
生もない加熱プレートを提供すること。 【解決手段】 ヒーター素管２を溶湯鍛造された熱伝導
率の高い母材金属材料３ａで鋳くるみされており、か
つ、母材金属材料３ａ内には、これを補強する母材金属
材料３ａよりも高融点でかつ母材金属材料３ａよりも熱
膨張率の小さい補強材料３ｂが配設された平坦な加熱面
１ａを有する加熱プレート１。
と共に、熱膨張を小さくし、熱伝導性を良好にしてヒー
ターの負荷を軽減し、長寿命化が可能で、有害ガスの発
生もない加熱プレートを提供すること。 【解決手段】 ヒーター素管２を溶湯鍛造された熱伝導
率の高い母材金属材料３ａで鋳くるみされており、か
つ、母材金属材料３ａ内には、これを補強する母材金属
材料３ａよりも高融点でかつ母材金属材料３ａよりも熱
膨張率の小さい補強材料３ｂが配設された平坦な加熱面
１ａを有する加熱プレート１。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、加熱プレートとそ
の製造方法に関するものである。
の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば、半導体製造工程におけるシリコ
ンウエハーに半導体膜を形成させたり、ガラス基板に液
晶膜を形成させたり、或いは、太陽電池パネルの基板に
半導体膜を形成させる場合等に利用されるＣＶＤ法によ
る薄膜形成技術においては、図４に示すように、真空槽
１０内に加熱プレート１１と上部電極１２とを対向配置
し、加熱プレート１１上にシリコンウエハー又はガラス
等の固体ターゲット１３を載置して加熱し、真空槽１０
内の固体ターゲット１３上に形成させようとする薄膜材
料を構成する元素からなるガスを供給し、気相又は固体
ターゲット１３表面での化学反応により所望の薄膜を固
体ターゲット１３上に形成させるようにしている。
ンウエハーに半導体膜を形成させたり、ガラス基板に液
晶膜を形成させたり、或いは、太陽電池パネルの基板に
半導体膜を形成させる場合等に利用されるＣＶＤ法によ
る薄膜形成技術においては、図４に示すように、真空槽
１０内に加熱プレート１１と上部電極１２とを対向配置
し、加熱プレート１１上にシリコンウエハー又はガラス
等の固体ターゲット１３を載置して加熱し、真空槽１０
内の固体ターゲット１３上に形成させようとする薄膜材
料を構成する元素からなるガスを供給し、気相又は固体
ターゲット１３表面での化学反応により所望の薄膜を固
体ターゲット１３上に形成させるようにしている。
【０００３】上記固体ターゲット１３上に形成される薄
膜の良否は、加熱プレート１１による固体ターゲット１
３への熱伝達が如何に均一に行われるかに大きく依存し
ている。
膜の良否は、加熱プレート１１による固体ターゲット１
３への熱伝達が如何に均一に行われるかに大きく依存し
ている。
【０００４】上記加熱プレート１１は、従来、ヒーター
素管１１ａを熱伝導率の高い金属材料、例えば、アルミ
ニウム１１ｂで鋳くるみ成型したものが使用されてい
た。
素管１１ａを熱伝導率の高い金属材料、例えば、アルミ
ニウム１１ｂで鋳くるみ成型したものが使用されてい
た。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ヒーター素管１１ａを
アルミニウム１１ｂで鋳くるみ成型する場合、従来は、
重力又は低圧の何れかの鋳造法で加熱プレート１１を作
成していた。ところが、従来の加熱プレート１１は、固
体ターゲット１３への熱伝達が均一に行われ難く、形成
される薄膜の厚さを高精度に均一化することに限界があ
った。その原因を究明するために加熱プレート１１の内
部構造をＸ線撮影し、加熱面の温度分布との関係を調べ
てみると、温度の低い部分では、ヒーター素管１１ａの
周囲に、図５に示すように、巣１１ｃが発生しており、
この巣１１ｃの部分には鋳造時に発生したガスや空気が
残存しており、そのために、従来の加熱プレート１１
は、巣１１ｃの部分での熱伝導性が悪くなり、温度ムラ
が発生し、均熱性に乏しい欠点があった。
アルミニウム１１ｂで鋳くるみ成型する場合、従来は、
重力又は低圧の何れかの鋳造法で加熱プレート１１を作
成していた。ところが、従来の加熱プレート１１は、固
体ターゲット１３への熱伝達が均一に行われ難く、形成
される薄膜の厚さを高精度に均一化することに限界があ
った。その原因を究明するために加熱プレート１１の内
部構造をＸ線撮影し、加熱面の温度分布との関係を調べ
てみると、温度の低い部分では、ヒーター素管１１ａの
周囲に、図５に示すように、巣１１ｃが発生しており、
この巣１１ｃの部分には鋳造時に発生したガスや空気が
残存しており、そのために、従来の加熱プレート１１
は、巣１１ｃの部分での熱伝導性が悪くなり、温度ムラ
が発生し、均熱性に乏しい欠点があった。
【０００６】また、ヒーター素管１１ａは、図５に示す
ように、例えば、ステンレス製の外管１１ａ1 内にマグ
ネシア等の絶縁材１１ａ2 を介してニクロム線等のヒー
ター素線１１ａ3 を配設した構造からなっており、上記
外管１１ａ1 部分をアルミニウム１１ｂで鋳くるんでい
るが、ステンレスとアルミニウムとの線膨張係数が異な
ることにより、巣１１ｃの部分に影響が発生し、ヒータ
ー素管１１ａに負荷がかかり、ヒーター寿命の短命化を
招来していた。
ように、例えば、ステンレス製の外管１１ａ1 内にマグ
ネシア等の絶縁材１１ａ2 を介してニクロム線等のヒー
ター素線１１ａ3 を配設した構造からなっており、上記
外管１１ａ1 部分をアルミニウム１１ｂで鋳くるんでい
るが、ステンレスとアルミニウムとの線膨張係数が異な
ることにより、巣１１ｃの部分に影響が発生し、ヒータ
ー素管１１ａに負荷がかかり、ヒーター寿命の短命化を
招来していた。
【０００７】さらに、巣１１ｃがあることで、前記図３
の真空槽１０内において高真空下で使用すると、巣１１
ｃ内に閉じ込められた有害ガスが少しづつとはいうもの
の洩れ出して薄膜の形成を阻害する欠点もあることが分
った。
の真空槽１０内において高真空下で使用すると、巣１１
ｃ内に閉じ込められた有害ガスが少しづつとはいうもの
の洩れ出して薄膜の形成を阻害する欠点もあることが分
った。
【０００８】また、アルミニウムは、２００℃を越える
と、剛性が著しく低下し、前記ＣＶＤ法の固体ターゲッ
ト１３の加熱温度（３００℃程度）では、変形を容易に
起こすようになるので、形状が不安定で加熱面の平坦度
が維持できず、加熱プレート１１と固体ターゲット１３
との接触状態が悪化し、隙間が発生して熱伝導が極めて
悪くなるという問題もあった。
と、剛性が著しく低下し、前記ＣＶＤ法の固体ターゲッ
ト１３の加熱温度（３００℃程度）では、変形を容易に
起こすようになるので、形状が不安定で加熱面の平坦度
が維持できず、加熱プレート１１と固体ターゲット１３
との接触状態が悪化し、隙間が発生して熱伝導が極めて
悪くなるという問題もあった。
【０００９】本発明の目的は、均熱性に優れ、高温域で
の剛性を保持させると共に、熱膨張を小さくし、熱伝導
性を良好にしてヒーターの負荷を軽減し、長寿命化が可
能で、有害ガスの発生もない加熱プレートとその製造方
法を提供することにある。
の剛性を保持させると共に、熱膨張を小さくし、熱伝導
性を良好にしてヒーターの負荷を軽減し、長寿命化が可
能で、有害ガスの発生もない加熱プレートとその製造方
法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、平坦な加熱面を有し、該加熱面から等距離の
位置に埋設されたヒーター素管を備え、該ヒーター素管
を溶湯鍛造された熱伝導率の高い母材金属材料で鋳くる
みされており、かつ、母材金属材料内には、これを補強
する母材金属材料よりも高融点でかつ母材金属材料より
も熱膨張率の小さい補強材料が配設されていることを特
徴とする加熱プレートを提供するものである。
本発明は、平坦な加熱面を有し、該加熱面から等距離の
位置に埋設されたヒーター素管を備え、該ヒーター素管
を溶湯鍛造された熱伝導率の高い母材金属材料で鋳くる
みされており、かつ、母材金属材料内には、これを補強
する母材金属材料よりも高融点でかつ母材金属材料より
も熱膨張率の小さい補強材料が配設されていることを特
徴とする加熱プレートを提供するものである。
【００１１】本発明の加熱プレートは上記構成からなる
ため、ヒーター素管とこれを鋳くるむ母材金属材料とが
溶湯鍛造により凝固過程全域に亘り加えられた高圧力に
よって、収縮やガスに起因する巣等の鋳造欠陥の発生を
抑制され、欠陥がなく、均熱性に優れた特性を具備する
ものである。また、ヒーター素管を鋳くるむ母材金属材
料は、熱伝導率の高い材料で構成してあり、しかも、こ
れを補強する母材金属材料よりも高融点でかつ母材金属
材料よりも熱膨張率の小さい補強材料を内部に配設して
あるため、高温域での剛性を保持させると共に、熱膨張
を小さくし、熱伝導性を良好にしてヒーターの負荷を軽
減し、長寿命化が可能で、有害ガスの発生もない高品質
の加熱プレートが得られるものである。
ため、ヒーター素管とこれを鋳くるむ母材金属材料とが
溶湯鍛造により凝固過程全域に亘り加えられた高圧力に
よって、収縮やガスに起因する巣等の鋳造欠陥の発生を
抑制され、欠陥がなく、均熱性に優れた特性を具備する
ものである。また、ヒーター素管を鋳くるむ母材金属材
料は、熱伝導率の高い材料で構成してあり、しかも、こ
れを補強する母材金属材料よりも高融点でかつ母材金属
材料よりも熱膨張率の小さい補強材料を内部に配設して
あるため、高温域での剛性を保持させると共に、熱膨張
を小さくし、熱伝導性を良好にしてヒーターの負荷を軽
減し、長寿命化が可能で、有害ガスの発生もない高品質
の加熱プレートが得られるものである。
【００１２】上記母材金属材料は、アルミニウム又はア
ルミニウム合金で構成し、また、補強材料は、セラミッ
ク質繊維で構成するものである。そして、ヒーター素管
の外管は母材金属材料と同一又は近似した熱膨張率をも
つ材料で構成する。これにより、ヒーター素管とこれを
鋳くるむ母材金属材料との熱膨張差をなくし、ヒーター
寿命の一層の向上が図れる。
ルミニウム合金で構成し、また、補強材料は、セラミッ
ク質繊維で構成するものである。そして、ヒーター素管
の外管は母材金属材料と同一又は近似した熱膨張率をも
つ材料で構成する。これにより、ヒーター素管とこれを
鋳くるむ母材金属材料との熱膨張差をなくし、ヒーター
寿命の一層の向上が図れる。
【００１３】さらに、本発明の加熱プレートは、平坦な
加熱面を有し、該加熱面から等距離の位置に埋設された
ヒーター素管を備え、該ヒーター素管を使用加熱温度域
での剛性を保持しかつ熱伝導率の高い母材金属材料で溶
湯鍛造により鋳くるみされ、しかも、上記ヒーター素管
の外管を母材金属材料と同一又は近似した熱膨張率をも
つ材料で構成したものである。この構成の加熱プレート
は、母材金属材料として、使用される加熱温度域での剛
性を保持する金属材料（例えば、高温剛性を保持するア
ルミニウム合金、銅、銅合金その他の金属材料）を用い
ることにより、前記と同様な特性が得られる。
加熱面を有し、該加熱面から等距離の位置に埋設された
ヒーター素管を備え、該ヒーター素管を使用加熱温度域
での剛性を保持しかつ熱伝導率の高い母材金属材料で溶
湯鍛造により鋳くるみされ、しかも、上記ヒーター素管
の外管を母材金属材料と同一又は近似した熱膨張率をも
つ材料で構成したものである。この構成の加熱プレート
は、母材金属材料として、使用される加熱温度域での剛
性を保持する金属材料（例えば、高温剛性を保持するア
ルミニウム合金、銅、銅合金その他の金属材料）を用い
ることにより、前記と同様な特性が得られる。
【００１４】また、本発明は、金型内にヒーター素管
と、このヒーター素管の両側に母材金属材料よりも高融
点でかつ母材金属材料よりも熱膨張率の小さい補強材料
層を保持具を介して或いは保持具を介さずに配置し、こ
の状態で金型キャビティー内に熱伝導率の高い母材金属
材料を注湯して溶湯鍛造し、仕上げ加工することを特徴
とする加熱プレートの製造方法を提供するものである。
と、このヒーター素管の両側に母材金属材料よりも高融
点でかつ母材金属材料よりも熱膨張率の小さい補強材料
層を保持具を介して或いは保持具を介さずに配置し、こ
の状態で金型キャビティー内に熱伝導率の高い母材金属
材料を注湯して溶湯鍛造し、仕上げ加工することを特徴
とする加熱プレートの製造方法を提供するものである。
【００１５】本発明の加熱プレートの製造方法は上記構
成なるため、均熱性に優れ、高温域での剛性を保持させ
ると共に、熱膨張を小さくし、熱伝導性を良好にしてヒ
ーターの負荷を軽減し、長寿命化が可能で、有害ガスの
発生もない加熱プレートを製造することができる。
成なるため、均熱性に優れ、高温域での剛性を保持させ
ると共に、熱膨張を小さくし、熱伝導性を良好にしてヒ
ーターの負荷を軽減し、長寿命化が可能で、有害ガスの
発生もない加熱プレートを製造することができる。
【００１６】さらに、本発明は、先ず、熱伝導率の高い
母材金属材料と、この母材金属材料内に配設された母材
金属材料よりも高融点でかつ母材金属材料よりも熱膨張
率の小さい補強材料とによって加熱プレートの下半分を
予め製造し、次に、この下半分の加熱プレートの上面に
ヒーター素管配置用凹所を予め形成し、該凹所によって
ヒーター素管を位置決めした状態で加熱プレートの下半
分を金型内に配置し、さらに、ヒーター素管の上側に母
材金属材料よりも高融点でかつ母材金属材料よりも熱膨
張率の小さい補強材料層を保持具を介して或いは保持具
を介さずに配置し、この状態で金型キャビティー内に熱
伝導率の高い母材金属材料を注湯して溶湯鍛造し、仕上
げ加工することを特徴とする加熱プレートの製造方法を
提供するものである。この製造方法によれば、前記の製
造方法に比べ、ヒーター素管の相互間隔を設計寸法通り
の配置で、しかも、加熱プレートの加熱面から等距離の
位置に精度よく正確に配設することができる上、前記製
造方法と同様に、均熱性に優れ、高温域での剛性を保持
させると共に、熱膨張を小さくし、熱伝導性を良好にし
てヒーターの負荷を軽減し、長寿命化が可能で、有害ガ
スの発生もない加熱プレートを製造することができる。
母材金属材料と、この母材金属材料内に配設された母材
金属材料よりも高融点でかつ母材金属材料よりも熱膨張
率の小さい補強材料とによって加熱プレートの下半分を
予め製造し、次に、この下半分の加熱プレートの上面に
ヒーター素管配置用凹所を予め形成し、該凹所によって
ヒーター素管を位置決めした状態で加熱プレートの下半
分を金型内に配置し、さらに、ヒーター素管の上側に母
材金属材料よりも高融点でかつ母材金属材料よりも熱膨
張率の小さい補強材料層を保持具を介して或いは保持具
を介さずに配置し、この状態で金型キャビティー内に熱
伝導率の高い母材金属材料を注湯して溶湯鍛造し、仕上
げ加工することを特徴とする加熱プレートの製造方法を
提供するものである。この製造方法によれば、前記の製
造方法に比べ、ヒーター素管の相互間隔を設計寸法通り
の配置で、しかも、加熱プレートの加熱面から等距離の
位置に精度よく正確に配設することができる上、前記製
造方法と同様に、均熱性に優れ、高温域での剛性を保持
させると共に、熱膨張を小さくし、熱伝導性を良好にし
てヒーターの負荷を軽減し、長寿命化が可能で、有害ガ
スの発生もない加熱プレートを製造することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照して説明する。図１は本発明の加熱プレート
の実施例を示す要部拡大縦断面図、図２は本発明の加熱
プレートを製造するための溶湯鍛造装置の一例を示す概
略縦断側面図、図３は本発明の製造方法の他の実施例を
示す要部概略縦断面図である。
図面を参照して説明する。図１は本発明の加熱プレート
の実施例を示す要部拡大縦断面図、図２は本発明の加熱
プレートを製造するための溶湯鍛造装置の一例を示す概
略縦断側面図、図３は本発明の製造方法の他の実施例を
示す要部概略縦断面図である。
【００１８】図１において、１は総体的に本発明の加熱
プレートを示し、２はヒーター素管、３は複合材を示し
ている。加熱プレート１は、平坦な加熱面１ａを上面に
有し、該加熱面１ａから等距離の位置に埋設されたヒー
ター素管２を備え、該ヒーター素管２を溶湯鍛造された
熱伝導率の高い母材金属材料３ａで鋳くるみし、かつ、
この母材金属材料３ａ内に、これを補強する母材金属材
料３ａよりも高融点でかつ母材金属材料３ａよりも熱膨
張率の小さい補強材料３ｂを適宜に配設した複合材３で
構成されている。
プレートを示し、２はヒーター素管、３は複合材を示し
ている。加熱プレート１は、平坦な加熱面１ａを上面に
有し、該加熱面１ａから等距離の位置に埋設されたヒー
ター素管２を備え、該ヒーター素管２を溶湯鍛造された
熱伝導率の高い母材金属材料３ａで鋳くるみし、かつ、
この母材金属材料３ａ内に、これを補強する母材金属材
料３ａよりも高融点でかつ母材金属材料３ａよりも熱膨
張率の小さい補強材料３ｂを適宜に配設した複合材３で
構成されている。
【００１９】ヒーター素管２は、外管２ａと、この外管
２ａ内にマグネシア等の絶縁材２ｂを介して直線状或い
は螺旋状に挿入されたニクロム線等のヒーター素線２ｃ
とからなり、外管２ａは、通常ではステンレス製とされ
ている。ヒーター素管２の複合材３内への埋設状態は、
加熱プレート１の加熱面１ａを各部均一に加熱できるよ
うに設計される。例えば、シリコンウエハーのＣＶＤ法
による薄膜形成技術に適用する場合では、加熱プレート
１は、直径２００ｍｍ、厚さ３０ｍｍの円盤状に製作さ
れ、この厚みの略中間部にヒーター素管２が渦巻き螺旋
状に埋設される。なお、加熱プレート１は、矩形その
他、使用する用途目的に適合する形状とされ、ヒーター
素管２の埋設状態も加熱面１ａを各部均一に加熱し得る
ように設計される。
２ａ内にマグネシア等の絶縁材２ｂを介して直線状或い
は螺旋状に挿入されたニクロム線等のヒーター素線２ｃ
とからなり、外管２ａは、通常ではステンレス製とされ
ている。ヒーター素管２の複合材３内への埋設状態は、
加熱プレート１の加熱面１ａを各部均一に加熱できるよ
うに設計される。例えば、シリコンウエハーのＣＶＤ法
による薄膜形成技術に適用する場合では、加熱プレート
１は、直径２００ｍｍ、厚さ３０ｍｍの円盤状に製作さ
れ、この厚みの略中間部にヒーター素管２が渦巻き螺旋
状に埋設される。なお、加熱プレート１は、矩形その
他、使用する用途目的に適合する形状とされ、ヒーター
素管２の埋設状態も加熱面１ａを各部均一に加熱し得る
ように設計される。
【００２０】複合材３を構成する母材金属材料３ａは、
ヒーター素管２の熱を効率よく加熱面１ａに伝達させ得
るようにするため、熱伝導率の高い金属材料、例えば、
アルミニウム又はアルミニウム合金が用いられる。ま
た、補強材料３ｂは、母材金属材料３ａよりも高融点で
かつ母材金属材料３ａよりも熱膨張率の小さい材料、例
えば、セラミック質繊維が用いられる。このセラミック
質繊維は、織物状、不織布状、ウイスカー、粒子集合
体、ポーラス状成形体等の何れでも良く、要するに、母
材金属材料３ａが繊維相互間の隙間内や粒子間の隙間内
或いは多数の気孔内に浸透して一体化し、母材金属材料
３ａを補強するような形状と構造を備えているものであ
ればよい。
ヒーター素管２の熱を効率よく加熱面１ａに伝達させ得
るようにするため、熱伝導率の高い金属材料、例えば、
アルミニウム又はアルミニウム合金が用いられる。ま
た、補強材料３ｂは、母材金属材料３ａよりも高融点で
かつ母材金属材料３ａよりも熱膨張率の小さい材料、例
えば、セラミック質繊維が用いられる。このセラミック
質繊維は、織物状、不織布状、ウイスカー、粒子集合
体、ポーラス状成形体等の何れでも良く、要するに、母
材金属材料３ａが繊維相互間の隙間内や粒子間の隙間内
或いは多数の気孔内に浸透して一体化し、母材金属材料
３ａを補強するような形状と構造を備えているものであ
ればよい。
【００２１】なお、セラミック繊維とは、セラミック成
分、例えば、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3）を５０％以下の割
合で含むセラミック質繊維で構成されたものを意味し、
また、アルミナ繊維とは、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）を８
０％以上含むセラミック質繊維を意味する。
分、例えば、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3）を５０％以下の割
合で含むセラミック質繊維で構成されたものを意味し、
また、アルミナ繊維とは、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）を８
０％以上含むセラミック質繊維を意味する。
【００２２】上記複合材３の実施例として、母材金属材
料３ａにアルミニウムを使用し、補強材料３ｂにセラミ
ック質繊維の代表的なアルミナ繊維の厚さ１０ｍｍのも
の２枚をヒーター素管２（ヒーター素線２ｃに線径０．
５ｍｍのニクロム線を使用した２ＫＷのもの）の両側に
配置して直径２００ｍｍ、厚さ３０ｍｍの円盤状の加熱
プレート１を溶湯鍛造により製作したところ、従来品
（上記と同一ヒーター素管をアルミニウム（Ａ５０５２
材）で上記と同一直径及び厚さに製作したもの）に対し
て、次のような優れた特性を有することが確認できた。
料３ａにアルミニウムを使用し、補強材料３ｂにセラミ
ック質繊維の代表的なアルミナ繊維の厚さ１０ｍｍのも
の２枚をヒーター素管２（ヒーター素線２ｃに線径０．
５ｍｍのニクロム線を使用した２ＫＷのもの）の両側に
配置して直径２００ｍｍ、厚さ３０ｍｍの円盤状の加熱
プレート１を溶湯鍛造により製作したところ、従来品
（上記と同一ヒーター素管をアルミニウム（Ａ５０５２
材）で上記と同一直径及び厚さに製作したもの）に対し
て、次のような優れた特性を有することが確認できた。
【００２３】
【表１】
【００２４】
【表２】
【００２５】
【表３】
【００２６】次に本発明の他の実施例として、上記して
きたヒーター素管２の外管２ａを母材金属材料３ａと同
一又は近似した熱膨張率の金属材料で構成することもで
きる。この場合には、ヒーター素管２と母材金属材料３
ａとの熱膨張の差による悪影響が回避できる。
きたヒーター素管２の外管２ａを母材金属材料３ａと同
一又は近似した熱膨張率の金属材料で構成することもで
きる。この場合には、ヒーター素管２と母材金属材料３
ａとの熱膨張の差による悪影響が回避できる。
【００２７】また、本発明は、加熱プレート１のさらに
別の実施例として、平坦な加熱面１ａを有し、該加熱面
１ａから等距離の位置に埋設されたヒーター素管２を備
え、該ヒーター素管２を使用加熱温度域での剛性を保持
しかつ熱伝導率の高い母材金属材料３ａで溶湯鍛造によ
り鋳くるみされ、しかも、上記ヒーター素管２の外管２
ａを母材金属材料３ａと同一又は近似した熱膨張率をも
つ材料で構成してもよい。この場合にも前記実施例と同
様な特性が得られる。
別の実施例として、平坦な加熱面１ａを有し、該加熱面
１ａから等距離の位置に埋設されたヒーター素管２を備
え、該ヒーター素管２を使用加熱温度域での剛性を保持
しかつ熱伝導率の高い母材金属材料３ａで溶湯鍛造によ
り鋳くるみされ、しかも、上記ヒーター素管２の外管２
ａを母材金属材料３ａと同一又は近似した熱膨張率をも
つ材料で構成してもよい。この場合にも前記実施例と同
様な特性が得られる。
【００２８】次に図２を参照して、本発明の加熱プレー
ト１の製造方法の一例を説明する。図２において、４は
金型、５は加圧用プランジャを示しており、金型４内に
ヒーター素管２と、このヒーター素管２の両側に母材金
属材料３ａよりも高融点でかつ母材金属材料３ａよりも
熱膨張率の小さい補強材料層３ｂを適宜の保持具６を介
して配置し、この状態で金型キャビティー内に熱伝導率
の高い母材金属材料３ａを所定量注湯し、注湯後、凝固
するまでの間、加圧用プランジャ５を上方から下降させ
て所定圧力（例えば、３００〜２０００ＭＰａ程度の圧
力）で加圧して溶湯鍛造し、凝固後、金型４から取り出
して所定寸法形状に切削し、仕上げ加工することにより
加熱プレート１を製造する。
ト１の製造方法の一例を説明する。図２において、４は
金型、５は加圧用プランジャを示しており、金型４内に
ヒーター素管２と、このヒーター素管２の両側に母材金
属材料３ａよりも高融点でかつ母材金属材料３ａよりも
熱膨張率の小さい補強材料層３ｂを適宜の保持具６を介
して配置し、この状態で金型キャビティー内に熱伝導率
の高い母材金属材料３ａを所定量注湯し、注湯後、凝固
するまでの間、加圧用プランジャ５を上方から下降させ
て所定圧力（例えば、３００〜２０００ＭＰａ程度の圧
力）で加圧して溶湯鍛造し、凝固後、金型４から取り出
して所定寸法形状に切削し、仕上げ加工することにより
加熱プレート１を製造する。
【００２９】さらに好ましい製造方法として、図３に示
すように、先ず、熱伝導率の高い母材金属材料３ａと、
この母材金属材料３ａ内に配設された母材金属材料３ａ
よりも高融点でかつ母材金属材料３ａよりも熱膨張率の
小さい補強材料３ｂとによって加熱プレート１の下半分
１ｂを予め製造し、次に、この下半分１ｂの加熱プレー
ト１の上面にヒーター素管配置用凹所１ｃを予め形成
し、該凹所１ｃによってヒーター素管２を位置決めした
状態で加熱プレート１の下半分１ｂを図２の金型４内に
配置し、さらに、ヒーター素管２の上側に母材金属材料
３ａよりも高融点でかつ母材金属材料３ａよりも熱膨張
率の小さい補強材料３ｂ層を適宜の保持具( 図示省略）
を介して配置し、この状態で金型キャビティー内に熱伝
導率の高い母材金属材料３ａを所定量注湯し、注湯後、
凝固するまでの間、加圧用プランジャ５を上方から下降
させて所定圧力（例えば、３００〜２０００ＭＰａ程度
の圧力）で加圧して溶湯鍛造し、凝固後、金型４から取
り出して所定寸法形状に切削し、仕上げ加工することに
より加熱プレート１を製造するのがよい。このようにす
れば、ヒーター素管２を設計寸法通りの相互間隔を維持
させた状態で加熱プレート１の加熱面１ａから等距離の
位置に精度よく正確に配設することができる。
すように、先ず、熱伝導率の高い母材金属材料３ａと、
この母材金属材料３ａ内に配設された母材金属材料３ａ
よりも高融点でかつ母材金属材料３ａよりも熱膨張率の
小さい補強材料３ｂとによって加熱プレート１の下半分
１ｂを予め製造し、次に、この下半分１ｂの加熱プレー
ト１の上面にヒーター素管配置用凹所１ｃを予め形成
し、該凹所１ｃによってヒーター素管２を位置決めした
状態で加熱プレート１の下半分１ｂを図２の金型４内に
配置し、さらに、ヒーター素管２の上側に母材金属材料
３ａよりも高融点でかつ母材金属材料３ａよりも熱膨張
率の小さい補強材料３ｂ層を適宜の保持具( 図示省略）
を介して配置し、この状態で金型キャビティー内に熱伝
導率の高い母材金属材料３ａを所定量注湯し、注湯後、
凝固するまでの間、加圧用プランジャ５を上方から下降
させて所定圧力（例えば、３００〜２０００ＭＰａ程度
の圧力）で加圧して溶湯鍛造し、凝固後、金型４から取
り出して所定寸法形状に切削し、仕上げ加工することに
より加熱プレート１を製造するのがよい。このようにす
れば、ヒーター素管２を設計寸法通りの相互間隔を維持
させた状態で加熱プレート１の加熱面１ａから等距離の
位置に精度よく正確に配設することができる。
【００３０】なお、上記製造方法において、保持具６を
用いないで補強材料３ｂ層を配置することもある。ま
た、上記構成材料の代表的なものの熱膨張率（１／℃）
を例示すると、 アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ） ８×１０−6 ＳＵＳ３０４ １８×１０−6 アルミニウム（Ａｌ） ２４×１０−6 炭化ケイ素（ＳｉＣ） ４×１０−6 コージェライト １×１０−6 である。
用いないで補強材料３ｂ層を配置することもある。ま
た、上記構成材料の代表的なものの熱膨張率（１／℃）
を例示すると、 アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ） ８×１０−6 ＳＵＳ３０４ １８×１０−6 アルミニウム（Ａｌ） ２４×１０−6 炭化ケイ素（ＳｉＣ） ４×１０−6 コージェライト １×１０−6 である。
【００３１】
【発明の効果】本発明によれば、ヒーター素管とこれを
鋳くるむ母材金属材料とが溶湯鍛造により凝固過程全域
に亘り加えられた高圧力によって、収縮やガスに起因す
る巣等の鋳造欠陥の発生を抑制され、欠陥がなく、均熱
性に優れた特性を具備した加熱プレートが得られる。ま
た、ヒーター素管を鋳くるむ母材金属材料は、熱伝導率
の高い材料とされ、かつ、この母材金属材料内に、これ
を補強する母材金属材料よりも高融点でかつ母材金属材
料よりも熱膨張率の小さい補強材料を配設して複合材と
しているため、高温域での剛性を保持させ得ると共に、
熱膨張を小さくし、熱伝導性を良好にしてヒーターの負
荷を軽減し、長寿命化が可能で、有害ガスの発生もない
高品質の加熱プレートが得られる。
鋳くるむ母材金属材料とが溶湯鍛造により凝固過程全域
に亘り加えられた高圧力によって、収縮やガスに起因す
る巣等の鋳造欠陥の発生を抑制され、欠陥がなく、均熱
性に優れた特性を具備した加熱プレートが得られる。ま
た、ヒーター素管を鋳くるむ母材金属材料は、熱伝導率
の高い材料とされ、かつ、この母材金属材料内に、これ
を補強する母材金属材料よりも高融点でかつ母材金属材
料よりも熱膨張率の小さい補強材料を配設して複合材と
しているため、高温域での剛性を保持させ得ると共に、
熱膨張を小さくし、熱伝導性を良好にしてヒーターの負
荷を軽減し、長寿命化が可能で、有害ガスの発生もない
高品質の加熱プレートが得られる。
【００３２】上記母材金属材料は、アルミニウム又はア
ルミニウム合金で構成し、また、補強材料は、セラミッ
ク繊維で構成することによって、従来のアルミニウム製
の加熱プレートに比べ格段に優れた特性をもつ加熱プレ
ートが安価に得られる。そして、ヒーター素管の外管は
母材金属材料と同一又は近似した熱膨張率をもつ材料で
構成することにより、ヒーター素管とこれを鋳くるむ複
合材との熱膨張差をなくし、ヒーター寿命の一層の向上
が図れる。
ルミニウム合金で構成し、また、補強材料は、セラミッ
ク繊維で構成することによって、従来のアルミニウム製
の加熱プレートに比べ格段に優れた特性をもつ加熱プレ
ートが安価に得られる。そして、ヒーター素管の外管は
母材金属材料と同一又は近似した熱膨張率をもつ材料で
構成することにより、ヒーター素管とこれを鋳くるむ複
合材との熱膨張差をなくし、ヒーター寿命の一層の向上
が図れる。
【００３３】さらに、本発明の加熱プレートは、平坦な
加熱面を有し、該加熱面から等距離の位置に埋設された
ヒーター素管を備え、該ヒーター素管を使用加熱温度域
での剛性を保持しかつ熱伝導率の高い母材金属材料で溶
湯鍛造により鋳くるみされ、しかも、上記ヒーター素管
の外管を母材金属材料と同一又は近似した熱膨張率をも
つ材料で構成してもよい。この構成の加熱プレートは、
母材金属材料として、使用される加熱温度域での剛性を
保持する金属材料（例えば、高温剛性を保持するアルミ
ニウム合金、銅、銅合金その他の金属材料）を用いるこ
とにより、前記と同様な特性が得られる。
加熱面を有し、該加熱面から等距離の位置に埋設された
ヒーター素管を備え、該ヒーター素管を使用加熱温度域
での剛性を保持しかつ熱伝導率の高い母材金属材料で溶
湯鍛造により鋳くるみされ、しかも、上記ヒーター素管
の外管を母材金属材料と同一又は近似した熱膨張率をも
つ材料で構成してもよい。この構成の加熱プレートは、
母材金属材料として、使用される加熱温度域での剛性を
保持する金属材料（例えば、高温剛性を保持するアルミ
ニウム合金、銅、銅合金その他の金属材料）を用いるこ
とにより、前記と同様な特性が得られる。
【００３４】また、本発明の加熱プレートの製造方法
は、金型内にヒーター素管と、このヒーター素管の両側
に母材金属材料よりも高融点でかつ母材金属材料よりも
熱膨張率の小さい補強材料層を保持具を介して配置し、
この状態で金型キャビティー内に熱伝導率の高い母材金
属材料を注湯して溶湯鍛造し、仕上げ加工する構成なる
ため、均熱性に優れ、高温域での剛性を保持させると共
に、熱膨張を小さくし、熱伝導性を良好にしてヒーター
の負荷を軽減し、長寿命化が可能で、有害ガスの発生も
ない加熱プレートを製造することができる。
は、金型内にヒーター素管と、このヒーター素管の両側
に母材金属材料よりも高融点でかつ母材金属材料よりも
熱膨張率の小さい補強材料層を保持具を介して配置し、
この状態で金型キャビティー内に熱伝導率の高い母材金
属材料を注湯して溶湯鍛造し、仕上げ加工する構成なる
ため、均熱性に優れ、高温域での剛性を保持させると共
に、熱膨張を小さくし、熱伝導性を良好にしてヒーター
の負荷を軽減し、長寿命化が可能で、有害ガスの発生も
ない加熱プレートを製造することができる。
【００３５】さらに、本発明の加熱プレートの別の製造
方法は、先ず、熱伝導率の高い母材金属材料と、この母
材金属材料内に配設された母材金属材料よりも高融点で
かつ母材金属材料よりも熱膨張率の小さい補強材料とに
よって加熱プレートの下半分を予め製造し、次に、この
下半分の加熱プレートの上面にヒーター素管配置用凹所
を予め形成し、該凹所によってヒーター素管を位置決め
した状態で加熱プレートの下半分を金型内に配置し、さ
らに、ヒーター素管の上側に母材金属材料よりも高融点
でかつ母材金属材料よりも熱膨張率の小さい補強材料層
を保持具を介して配置し、この状態で金型キャビティー
内に熱伝導率の高い母材金属材料を注湯して溶湯鍛造
し、仕上げ加工する構成としたから、前記の製造方法に
比べ、ヒーター素管の相互間隔を設計寸法通りの配置
で、しかも、加熱プレートの加熱面から等距離の位置に
更に精度よく正確に配設することができるので、前記製
造方法よりも均熱性に優れた加熱プレートを製造でき
る。この場合も、高温域での剛性を保持させると共に、
熱膨張を小さくし、熱伝導性を良好にしてヒーターの負
荷を軽減し、長寿命化が可能で、有害ガスの発生もない
加熱プレートを製造することができる。
方法は、先ず、熱伝導率の高い母材金属材料と、この母
材金属材料内に配設された母材金属材料よりも高融点で
かつ母材金属材料よりも熱膨張率の小さい補強材料とに
よって加熱プレートの下半分を予め製造し、次に、この
下半分の加熱プレートの上面にヒーター素管配置用凹所
を予め形成し、該凹所によってヒーター素管を位置決め
した状態で加熱プレートの下半分を金型内に配置し、さ
らに、ヒーター素管の上側に母材金属材料よりも高融点
でかつ母材金属材料よりも熱膨張率の小さい補強材料層
を保持具を介して配置し、この状態で金型キャビティー
内に熱伝導率の高い母材金属材料を注湯して溶湯鍛造
し、仕上げ加工する構成としたから、前記の製造方法に
比べ、ヒーター素管の相互間隔を設計寸法通りの配置
で、しかも、加熱プレートの加熱面から等距離の位置に
更に精度よく正確に配設することができるので、前記製
造方法よりも均熱性に優れた加熱プレートを製造でき
る。この場合も、高温域での剛性を保持させると共に、
熱膨張を小さくし、熱伝導性を良好にしてヒーターの負
荷を軽減し、長寿命化が可能で、有害ガスの発生もない
加熱プレートを製造することができる。
【図１】本発明の加熱プレートの実施例を示す要部拡大
縦断面図。
縦断面図。
【図２】本発明の加熱プレートを製造するための溶湯鍛
造装置の一例を示す概略縦断側面図。
造装置の一例を示す概略縦断側面図。
【図３】本発明の製造方法の他の実施例を示す要部概略
縦断面図。
縦断面図。
【図４】ＣＶＤ法による薄膜形成装置の概略説明図。
【図５】従来の加熱プレートの要部拡大縦断面図。
１ 加熱プレート １ａ 加熱面 １ｂ 加熱プレートの下半分 １ｃ ヒーター素管配置用凹所 ２ ヒーター素管 ３ 複合材 ３ａ 母材金属材料 ３ｂ 補強材料 ４ 金型 ５ 加圧用プランジャ ６ 保持具
Claims (7)
- 【請求項１】 平坦な加熱面を有し、該加熱面から等距
離の位置に埋設されたヒーター素管を備え、該ヒーター
素管を溶湯鍛造された熱伝導率の高い母材金属材料で鋳
くるみされており、かつ、母材金属材料内には、これを
補強する母材金属材料よりも高融点でかつ母材金属材料
よりも熱膨張率の小さい補強材料が配設されていること
を特徴とする加熱プレート。 - 【請求項２】 母材金属材料がアルミニウム又はアルミ
ニウム合金であることを特徴とする請求項１記載の加熱
プレート。 - 【請求項３】 補強材料がセラミック質繊維であること
を特徴とする請求項１記載の加熱プレート。 - 【請求項４】 ヒーター素管の外管を母材金属材料と同
一又は近似した熱膨張率をもつ材料で構成したことを特
徴とする請求項１記載の加熱プレート。 - 【請求項５】 平坦な加熱面を有し、該加熱面から等距
離の位置に埋設されたヒーター素管を備え、該ヒーター
素管を使用温度域での剛性を保持しかつ熱伝導率の高い
母材金属材料で溶湯鍛造により鋳くるみされ、しかも、
上記ヒーター素管の外管を母材金属材料と同一又は近似
した熱膨張率をもつ材料で構成したことを特徴とする加
熱プレート。 - 【請求項６】 金型内にヒーター素管と、このヒーター
素管の両側に母材金属材料よりも高融点でかつ母材金属
材料よりも熱膨張率の小さい補強材料層を保持具を介し
て或いは保持具を介さずに配置し、この状態で金型キャ
ビティー内に熱伝導率の高い母材金属材料を注湯して溶
湯鍛造し、仕上げ加工することを特徴とする加熱プレー
トの製造方法。 - 【請求項７】 先ず、熱伝導率の高い母材金属材料と、
この母材金属材料内に配設された母材金属材料よりも高
融点でかつ母材金属材料よりも熱膨張率の小さい補強材
料とによって加熱プレートの下半分を予め製造し、次
に、この下半分の加熱プレートの上面にヒーター素管配
置用凹所を予め形成し、該凹所によってヒーター素管を
位置決めした状態で加熱プレートの下半分を金型内に配
置し、さらに、ヒーター素管の上側に母材金属材料より
も高融点でかつ母材金属材料よりも熱膨張率の小さい補
強材料層を保持具を介して或いは保持具を介さずに配置
し、この状態で金型キャビティー内に熱伝導率の高い母
材金属材料を注湯して溶湯鍛造し、仕上げ加工すること
を特徴とする加熱プレートの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13372097A JP3616232B2 (ja) | 1997-05-23 | 1997-05-23 | 加熱プレートとその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13372097A JP3616232B2 (ja) | 1997-05-23 | 1997-05-23 | 加熱プレートとその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10321354A true JPH10321354A (ja) | 1998-12-04 |
| JP3616232B2 JP3616232B2 (ja) | 2005-02-02 |
Family
ID=15111339
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13372097A Expired - Fee Related JP3616232B2 (ja) | 1997-05-23 | 1997-05-23 | 加熱プレートとその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3616232B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007515038A (ja) * | 2003-06-27 | 2007-06-07 | オキシトロル、ソシエテ、アノニム | 温度の探触子および／または圧力の探触子のような固体部分をとりわけ熱するための抵抗発熱体 |
| JP2007162039A (ja) * | 2005-12-09 | 2007-06-28 | Ulvac Materials Inc | 真空成膜装置における装置構成部品 |
| US7337745B1 (en) | 1999-04-06 | 2008-03-04 | Tokyo Electron Limited | Electrode, susceptor, plasma processing apparatus and method of making the electrode and the susceptor |
| JP2014146597A (ja) * | 2014-02-17 | 2014-08-14 | Sukegawa Electric Co Ltd | 基板加熱プレートヒータ |
-
1997
- 1997-05-23 JP JP13372097A patent/JP3616232B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7337745B1 (en) | 1999-04-06 | 2008-03-04 | Tokyo Electron Limited | Electrode, susceptor, plasma processing apparatus and method of making the electrode and the susceptor |
| JP2007515038A (ja) * | 2003-06-27 | 2007-06-07 | オキシトロル、ソシエテ、アノニム | 温度の探触子および／または圧力の探触子のような固体部分をとりわけ熱するための抵抗発熱体 |
| JP4712693B2 (ja) * | 2003-06-27 | 2011-06-29 | オキシトロル、ソシエテ、アノニム | 温度の探触子および／または圧力の探触子のような固体部分をとりわけ熱するための抵抗発熱体 |
| JP2007162039A (ja) * | 2005-12-09 | 2007-06-28 | Ulvac Materials Inc | 真空成膜装置における装置構成部品 |
| JP2014146597A (ja) * | 2014-02-17 | 2014-08-14 | Sukegawa Electric Co Ltd | 基板加熱プレートヒータ |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3616232B2 (ja) | 2005-02-02 |
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| JPH02186623A (ja) | サセプタ |
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