JPH10340777A - 面状ヒータ - Google Patents
面状ヒータInfo
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- JPH10340777A JPH10340777A JP9165366A JP16536697A JPH10340777A JP H10340777 A JPH10340777 A JP H10340777A JP 9165366 A JP9165366 A JP 9165366A JP 16536697 A JP16536697 A JP 16536697A JP H10340777 A JPH10340777 A JP H10340777A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heater
- power supply
- sheet
- terminal
- supply electrode
- Prior art date
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ヒータの昇温時の熱膨張および冷却時の収縮
作用により発生するヒータと給電用電極部との間の機械
的なストレスを緩和させて、面状ヒータを用いた機器の
信頼性を向上させること。 【解決手段】 面状ヒータの端子部Ｔには、端子穴ｔ１
が施されており、給電用電極部Ｆに施された雌ねじｆ１
に螺合する雄ねじｊ１を備えた例えばカーボン製のボル
トＪが、ヒータの端子部Ｔに形成された前記端子穴ｔ１
を挿通して、ヒータを給電用電極部Ｆに固定するように
成されている。そして、給電用電極部Ｆとヒータの端子
部Ｔとの間には、可撓性の導電シート、例えば膨張黒鉛
シートＫが介在されている。前記膨張黒鉛シートＫは、
ヒータと給電用電極部間の熱膨張の差異による機械的な
ストレスを吸収し、機械的なストレスよるヒータの端子
部におけるチッピングやクラックの発生を効果的に防止
することができる。また、前記した機械的なストレスに
よる固定用のボルトの破損を防止することもでき、面状
ヒータを用いた機器の信頼性を向上させることができ
る。
作用により発生するヒータと給電用電極部との間の機械
的なストレスを緩和させて、面状ヒータを用いた機器の
信頼性を向上させること。 【解決手段】 面状ヒータの端子部Ｔには、端子穴ｔ１
が施されており、給電用電極部Ｆに施された雌ねじｆ１
に螺合する雄ねじｊ１を備えた例えばカーボン製のボル
トＪが、ヒータの端子部Ｔに形成された前記端子穴ｔ１
を挿通して、ヒータを給電用電極部Ｆに固定するように
成されている。そして、給電用電極部Ｆとヒータの端子
部Ｔとの間には、可撓性の導電シート、例えば膨張黒鉛
シートＫが介在されている。前記膨張黒鉛シートＫは、
ヒータと給電用電極部間の熱膨張の差異による機械的な
ストレスを吸収し、機械的なストレスよるヒータの端子
部におけるチッピングやクラックの発生を効果的に防止
することができる。また、前記した機械的なストレスに
よる固定用のボルトの破損を防止することもでき、面状
ヒータを用いた機器の信頼性を向上させることができ
る。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は例えば半導体気相成
長反応室で、ウエハ支持部材の下方に配設してウエハを
均一に加熱でき、均一な膜厚で均質な特性を有する気相
成長膜を得ることができる面状ヒータに関し、特にヒー
タの取り付け端子部においてチッピングやクラック、さ
らには異常なスパークの発生することのない面状ヒータ
に関する。
長反応室で、ウエハ支持部材の下方に配設してウエハを
均一に加熱でき、均一な膜厚で均質な特性を有する気相
成長膜を得ることができる面状ヒータに関し、特にヒー
タの取り付け端子部においてチッピングやクラック、さ
らには異常なスパークの発生することのない面状ヒータ
に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＣＶＤ、ＭＯＣＶＤ、エピタキシャル成
長等の気相成長装置に用いられ半導体基板や原料を加熱
するヒータとしては、従来から種々のものが知られてい
る。特に、近年のＩＣの高集積化に伴い、半導体製造工
程における気相成長での成膜される膜厚や、その特性は
より高度な均一性が求められている。そのため、成膜時
にサセプタ上に載置される半導体基板の面内温度を可能
な限り均一に加熱できるヒータが要望されている。そこ
で、従来からＣＶＤ装置ではカーボン材による偏平な渦
巻状や迷路状の電気抵抗型ヒータが用いられていた。し
かし、それらのヒータで加熱した場合には、サセプタ上
の温度が不均一となることから各種の提案がなされてい
る。
長等の気相成長装置に用いられ半導体基板や原料を加熱
するヒータとしては、従来から種々のものが知られてい
る。特に、近年のＩＣの高集積化に伴い、半導体製造工
程における気相成長での成膜される膜厚や、その特性は
より高度な均一性が求められている。そのため、成膜時
にサセプタ上に載置される半導体基板の面内温度を可能
な限り均一に加熱できるヒータが要望されている。そこ
で、従来からＣＶＤ装置ではカーボン材による偏平な渦
巻状や迷路状の電気抵抗型ヒータが用いられていた。し
かし、それらのヒータで加熱した場合には、サセプタ上
の温度が不均一となることから各種の提案がなされてい
る。
【０００３】例えば、実開平５−３３５２４号公報には
渦巻状ヒータを円周方向に複数ゾーンに区分して各ゾー
ン毎に電力調整してサセプタ上の温度分布を均一にする
ことが提案されている。また、特開平５−１３５８５８
号公報では高耐熱性で耐久性よく高温処理でき面内均熱
性もよいとして所定の固有抵抗及び曲げ強度を有するカ
ーボン材が特定されている。さらに、特開平３−８０５
３０号公報には、迷路状のカーボン材ヒータの扁平断面
積を中央部と外周部で変化させて均熱化を図る点が開示
されている。しかしながら、前記提案のいずれのカーボ
ン製ヒータも、電気的のみならず形式的にもヒータを構
成するカーボン材が全体的に連続するものであり、半導
体基板表面に均質な皮膜を気相成長させるためには満足
できるものではなかった。そこで、本件出願の発明者ら
は、先にウエハ上に形成される気相成長皮膜の厚さ等の
面内特性がより均質なものを得ることができるようにし
た面状ヒータの構成を提案し、これを特願平９−６１８
６号として出願している。
渦巻状ヒータを円周方向に複数ゾーンに区分して各ゾー
ン毎に電力調整してサセプタ上の温度分布を均一にする
ことが提案されている。また、特開平５−１３５８５８
号公報では高耐熱性で耐久性よく高温処理でき面内均熱
性もよいとして所定の固有抵抗及び曲げ強度を有するカ
ーボン材が特定されている。さらに、特開平３−８０５
３０号公報には、迷路状のカーボン材ヒータの扁平断面
積を中央部と外周部で変化させて均熱化を図る点が開示
されている。しかしながら、前記提案のいずれのカーボ
ン製ヒータも、電気的のみならず形式的にもヒータを構
成するカーボン材が全体的に連続するものであり、半導
体基板表面に均質な皮膜を気相成長させるためには満足
できるものではなかった。そこで、本件出願の発明者ら
は、先にウエハ上に形成される気相成長皮膜の厚さ等の
面内特性がより均質なものを得ることができるようにし
た面状ヒータの構成を提案し、これを特願平９−６１８
６号として出願している。
【０００４】先に提案した面状ヒータの構成は、電気抵
抗式帯状ヒータが２以上の分割ヒータに分割され、各分
割ヒータのそれぞれの端子部を給電用電極部に固定する
ことで、被加熱体外周部を包囲可能な面形状に形成した
ものである。そして、分割ヒータの各端子部は給電用電
極部に対して、例えばボルトにより固定されるように成
される。図７は、その給電用電極部に対してヒータの端
子部をボルトにより固定した構成を断面図によって示し
たものである。すなわち、金属またはカーボン材料によ
り形成された給電用電極部Ｆには、その上面から垂直方
向に雌ねじｆ１が施されている。一方、ヒータの端子部
Ｔには端子穴ｔ１が形成されており、前記給電用電極部
Ｆに施された雌ねじｆ１に螺合する雄ねじｊ１を備えた
ボルトＪが、ヒータの端子部に形成された前記端子穴ｔ
１を挿通して、ヒータを給電用電極部Ｆに固定するよう
に成されている。このようにボルトＪによってヒータの
端子部Ｔを給電用電極部Ｆに固定することで、電極部Ｆ
から端子部Ｔに対して電流が供給することができ、電流
によるヒータの発熱を利用してウエハを加熱することが
できる。
抗式帯状ヒータが２以上の分割ヒータに分割され、各分
割ヒータのそれぞれの端子部を給電用電極部に固定する
ことで、被加熱体外周部を包囲可能な面形状に形成した
ものである。そして、分割ヒータの各端子部は給電用電
極部に対して、例えばボルトにより固定されるように成
される。図７は、その給電用電極部に対してヒータの端
子部をボルトにより固定した構成を断面図によって示し
たものである。すなわち、金属またはカーボン材料によ
り形成された給電用電極部Ｆには、その上面から垂直方
向に雌ねじｆ１が施されている。一方、ヒータの端子部
Ｔには端子穴ｔ１が形成されており、前記給電用電極部
Ｆに施された雌ねじｆ１に螺合する雄ねじｊ１を備えた
ボルトＪが、ヒータの端子部に形成された前記端子穴ｔ
１を挿通して、ヒータを給電用電極部Ｆに固定するよう
に成されている。このようにボルトＪによってヒータの
端子部Ｔを給電用電極部Ｆに固定することで、電極部Ｆ
から端子部Ｔに対して電流が供給することができ、電流
によるヒータの発熱を利用してウエハを加熱することが
できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記ヒータ
はいずれにおいても通電による昇温時においては熱膨張
し、またその後、通電を停止した場合（冷却時）には収
縮作用が発生する。一方、前記給電用電極部Ｆ側は、例
えば水冷手段により冷却されている関係で、電極部Ｆ間
の距離は殆んど変化することはない。そして、前記した
ように給電用電極部Ｆに対してヒータの端子部がボルト
Ｊにより結合されているため、ヒータの端子部付近で、
機械的なストレスが生じ、特にボルトＪが挿通されたヒ
ータの端子穴ｔ１の周辺にチッピングやクラックが発生
し、電極部Ｆとヒータの端子部Ｔとの間でスパークが発
生するなどの問題が生ずる。また場合によっては、前記
した機械的なストレスが固定用のボルトに作用し、ボル
トを破損するという問題が発生する場合もある。このよ
うな状況下においては、ヒータに対する所定の電流の供
給が保証されず、したがってウエハを均一に加熱するこ
とが不可能となって、ウエハに対して均一な膜厚で均質
な特性を有する気相成長膜を得ることができないという
技術的課題が発生する。
はいずれにおいても通電による昇温時においては熱膨張
し、またその後、通電を停止した場合（冷却時）には収
縮作用が発生する。一方、前記給電用電極部Ｆ側は、例
えば水冷手段により冷却されている関係で、電極部Ｆ間
の距離は殆んど変化することはない。そして、前記した
ように給電用電極部Ｆに対してヒータの端子部がボルト
Ｊにより結合されているため、ヒータの端子部付近で、
機械的なストレスが生じ、特にボルトＪが挿通されたヒ
ータの端子穴ｔ１の周辺にチッピングやクラックが発生
し、電極部Ｆとヒータの端子部Ｔとの間でスパークが発
生するなどの問題が生ずる。また場合によっては、前記
した機械的なストレスが固定用のボルトに作用し、ボル
トを破損するという問題が発生する場合もある。このよ
うな状況下においては、ヒータに対する所定の電流の供
給が保証されず、したがってウエハを均一に加熱するこ
とが不可能となって、ウエハに対して均一な膜厚で均質
な特性を有する気相成長膜を得ることができないという
技術的課題が発生する。
【０００６】本発明は、前記した技術的課題を解決する
ために成されたものであり、ヒータの昇温時の熱膨張お
よび冷却時の収縮作用から発生する電極部との間の機械
的なストレスの発生を緩和し、かつ電極部とヒータ端子
部との間の電気的な接触を良好に保持し得る面状ヒータ
を提供することを目的とするものである。
ために成されたものであり、ヒータの昇温時の熱膨張お
よび冷却時の収縮作用から発生する電極部との間の機械
的なストレスの発生を緩和し、かつ電極部とヒータ端子
部との間の電気的な接触を良好に保持し得る面状ヒータ
を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に成された本発明にかかる面状ヒータは、面状ヒータの
端子部と給電用電極部との間に可撓性の導電性シートを
介在させて面状ヒータの端子部を前記電極部に固定した
構成とされる。この場合、好ましくは前記面状ヒータ
は、電気抵抗式帯状ヒータが２以上の分割ヒータに分割
され、各分割ヒータのそれぞれの端子部を可撓性の導電
性シートを介在させて給電用電極部に固定した構成とさ
れる。そして、好ましい実施の形態においては、給電用
電極部にボルトの雄ねじが螺合される雌ねじが形成さ
れ、給電用電極部の雌ねじに螺合される前記ボルトによ
り、面状ヒータの端子部を前記電極部に固定させるよう
に構成すると共に、面状ヒータの端子部と前記給電用電
極部との間に可撓性の導電性シートを介在させた構成と
される。
に成された本発明にかかる面状ヒータは、面状ヒータの
端子部と給電用電極部との間に可撓性の導電性シートを
介在させて面状ヒータの端子部を前記電極部に固定した
構成とされる。この場合、好ましくは前記面状ヒータ
は、電気抵抗式帯状ヒータが２以上の分割ヒータに分割
され、各分割ヒータのそれぞれの端子部を可撓性の導電
性シートを介在させて給電用電極部に固定した構成とさ
れる。そして、好ましい実施の形態においては、給電用
電極部にボルトの雄ねじが螺合される雌ねじが形成さ
れ、給電用電極部の雌ねじに螺合される前記ボルトによ
り、面状ヒータの端子部を前記電極部に固定させるよう
に構成すると共に、面状ヒータの端子部と前記給電用電
極部との間に可撓性の導電性シートを介在させた構成と
される。
【０００８】また、他の好ましい実施の形態において
は、給電用電極部にボルトの雄ねじが螺合される雌ねじ
が形成され、給電用電極部の雌ねじに螺合される前記ボ
ルトにより、面状ヒータの端子部を前記電極部に固定さ
せるように構成すると共に、面状ヒータの端子部と前記
ボルトの頭部との間に可撓性の導電性シートを介在させ
た構成とされる。また、さらに他の好ましい実施の形態
においては、給電用電極部にボルトの雄ねじが螺合され
る雌ねじが形成され、給電用電極部の雌ねじに螺合され
る前記ボルトにより、面状ヒータの端子部を前記電極部
に固定させるように構成すると共に、面状ヒータの端子
部と前記給電用電極部との間および分割ヒータの端子部
と前記ボルトの頭部との間にそれぞれ可撓性の導電性シ
ートを介在させた構成とされる。そして、前記した好ま
しい実施の形態のいずれにおいても、前記可撓性の導電
性シートは面状ヒータの端子部に接着剤を介して接着さ
れていることが望ましい。この場合、好ましくは面状ヒ
ータの端子部の中心線平均粗さＲａが、５〜１００μｍ
とされる。また、前記面状ヒータはガラス状カーボン製
であり、前記可撓性の導電性シートが膨張黒鉛シートで
構成されることが望ましい。この場合、好ましくは前記
接着剤とガラス状カーボン製面状ヒータが、同一樹脂原
料から構成される。また、前記膨張黒鉛シートは、望ま
しくはその厚さが０．１〜０．７ｍｍの範囲に選定され
る。
は、給電用電極部にボルトの雄ねじが螺合される雌ねじ
が形成され、給電用電極部の雌ねじに螺合される前記ボ
ルトにより、面状ヒータの端子部を前記電極部に固定さ
せるように構成すると共に、面状ヒータの端子部と前記
ボルトの頭部との間に可撓性の導電性シートを介在させ
た構成とされる。また、さらに他の好ましい実施の形態
においては、給電用電極部にボルトの雄ねじが螺合され
る雌ねじが形成され、給電用電極部の雌ねじに螺合され
る前記ボルトにより、面状ヒータの端子部を前記電極部
に固定させるように構成すると共に、面状ヒータの端子
部と前記給電用電極部との間および分割ヒータの端子部
と前記ボルトの頭部との間にそれぞれ可撓性の導電性シ
ートを介在させた構成とされる。そして、前記した好ま
しい実施の形態のいずれにおいても、前記可撓性の導電
性シートは面状ヒータの端子部に接着剤を介して接着さ
れていることが望ましい。この場合、好ましくは面状ヒ
ータの端子部の中心線平均粗さＲａが、５〜１００μｍ
とされる。また、前記面状ヒータはガラス状カーボン製
であり、前記可撓性の導電性シートが膨張黒鉛シートで
構成されることが望ましい。この場合、好ましくは前記
接着剤とガラス状カーボン製面状ヒータが、同一樹脂原
料から構成される。また、前記膨張黒鉛シートは、望ま
しくはその厚さが０．１〜０．７ｍｍの範囲に選定され
る。
【０００９】以上のように構成された面状ヒータによる
と、ヒータの端子部と給電用電極部との間に可撓性の導
電性シートを介在させて面状ヒータの端子部を電極部に
固定した構成とされているので、ヒータの熱膨張および
熱収縮が発生しても、前記可撓性の導電性シートがヒー
タと電極部との間で発生する機械的ストレスを吸収する
ことができる。したがって、ヒータの端子部付近で、チ
ッピングやクラックさらには異常なスパークを発生させ
るという問題を解決することができ、また固定用のボル
トを損傷させるという問題も解決することができる。し
かも、可撓性の導電性シートがヒータの端子部と給電用
電極部との間で柔軟に密着し、常に両者間の電気的な接
触を良好に保持するので、ヒータに対して予め定められ
た電流の供給を保証することができる。したがって、こ
のヒータを気相成長装置に用いた場合には、ウエハを均
一に加熱することが可能となり、ウエハに対して均一な
膜厚で均質な特性を有する気相成長膜を得ることができ
る。
と、ヒータの端子部と給電用電極部との間に可撓性の導
電性シートを介在させて面状ヒータの端子部を電極部に
固定した構成とされているので、ヒータの熱膨張および
熱収縮が発生しても、前記可撓性の導電性シートがヒー
タと電極部との間で発生する機械的ストレスを吸収する
ことができる。したがって、ヒータの端子部付近で、チ
ッピングやクラックさらには異常なスパークを発生させ
るという問題を解決することができ、また固定用のボル
トを損傷させるという問題も解決することができる。し
かも、可撓性の導電性シートがヒータの端子部と給電用
電極部との間で柔軟に密着し、常に両者間の電気的な接
触を良好に保持するので、ヒータに対して予め定められ
た電流の供給を保証することができる。したがって、こ
のヒータを気相成長装置に用いた場合には、ウエハを均
一に加熱することが可能となり、ウエハに対して均一な
膜厚で均質な特性を有する気相成長膜を得ることができ
る。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる面状ヒータ
について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。先
ず、図１は本件出願人が先に出願した面状ヒータの構成
を平面図で示したものである。この面状ヒータ１は、ヒ
ータ素材として炭素材、特にガラス状カーボンにより成
形された分割ヒータＡ〜Ｅが組合わされて集合し、全体
としてほぼ円形平面に形成されている。すなわち各分割
ヒータは、それぞれを集合した状態で、面状ヒータの外
形状を形造るように形成されている。また、各分割ヒー
タは、それぞれ平行に配列された短冊状のエレメントＡ
１〜Ａ２、Ｂ１〜Ｂ３、Ｃ１〜Ｃ３、Ｄ１〜Ｄ３、Ｅ１
〜Ｅ２から構成されている。この分割ヒータを形成する
各短冊状エレメントは、それぞれの端部が隣接する短冊
状エレメントと交互に接続され連続して帯状となる。そ
して、各短冊状エレメントが、スリットを介して折り返
した形でそれぞれ各分割ヒータＡ〜Ｅを形成している。
について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。先
ず、図１は本件出願人が先に出願した面状ヒータの構成
を平面図で示したものである。この面状ヒータ１は、ヒ
ータ素材として炭素材、特にガラス状カーボンにより成
形された分割ヒータＡ〜Ｅが組合わされて集合し、全体
としてほぼ円形平面に形成されている。すなわち各分割
ヒータは、それぞれを集合した状態で、面状ヒータの外
形状を形造るように形成されている。また、各分割ヒー
タは、それぞれ平行に配列された短冊状のエレメントＡ
１〜Ａ２、Ｂ１〜Ｂ３、Ｃ１〜Ｃ３、Ｄ１〜Ｄ３、Ｅ１
〜Ｅ２から構成されている。この分割ヒータを形成する
各短冊状エレメントは、それぞれの端部が隣接する短冊
状エレメントと交互に接続され連続して帯状となる。そ
して、各短冊状エレメントが、スリットを介して折り返
した形でそれぞれ各分割ヒータＡ〜Ｅを形成している。
【００１１】前記各短冊状エレメントＡ１〜Ａ２、Ｂ１
〜Ｂ３、Ｃ１〜Ｃ３、Ｄ１〜Ｄ３、Ｅ１〜Ｅ２が連続し
て帯状となった各分割ヒータの両端部には、それぞれ端
子部（Ｔ）ＴＡ１、ＴＡ２、ＴＢ１、ＴＢ３、ＴＣ１、
ＴＣ３、ＴＤ１、ＴＤ３、ＴＥ１及びＴＥ２が配置され
ており、この端子部は給電用電極部Ｆに固定されて、電
極部Ｆに接続された給電線により各分割ヒータに対して
加熱用電流が供給されるように構成されている。この場
合、図１に示したように、それぞれ隣接する分割ヒータ
の端子部Ｔはそれぞれ１つの共通する給電用電極部Ｆに
固定され、各電極部Ｆは好ましくは面状ヒータの外周部
に位置するように配置される。そして、分割ヒータＡの
端子ＴＡ１と分割ヒータＥの端子部ＴＥ２との間で電気
的に直列接続を構成し、端子ＴＡ１に配置された給電用
電極部Ｆと端子部ＴＥ２に配置された給電用電極部Ｆと
の間に給電電流を供給するようにされる。
〜Ｂ３、Ｃ１〜Ｃ３、Ｄ１〜Ｄ３、Ｅ１〜Ｅ２が連続し
て帯状となった各分割ヒータの両端部には、それぞれ端
子部（Ｔ）ＴＡ１、ＴＡ２、ＴＢ１、ＴＢ３、ＴＣ１、
ＴＣ３、ＴＤ１、ＴＤ３、ＴＥ１及びＴＥ２が配置され
ており、この端子部は給電用電極部Ｆに固定されて、電
極部Ｆに接続された給電線により各分割ヒータに対して
加熱用電流が供給されるように構成されている。この場
合、図１に示したように、それぞれ隣接する分割ヒータ
の端子部Ｔはそれぞれ１つの共通する給電用電極部Ｆに
固定され、各電極部Ｆは好ましくは面状ヒータの外周部
に位置するように配置される。そして、分割ヒータＡの
端子ＴＡ１と分割ヒータＥの端子部ＴＥ２との間で電気
的に直列接続を構成し、端子ＴＡ１に配置された給電用
電極部Ｆと端子部ＴＥ２に配置された給電用電極部Ｆと
の間に給電電流を供給するようにされる。
【００１２】なおこの場合、図１に示すようにそれぞれ
隣接する分割ヒータの端子部Ｔを、それぞれ１つの共通
する給電用電極部Ｆに固定することなく、各独立した給
電用電極部に対して固定するように構成してもよい。こ
のように構成した場合には、分割ヒータ毎に異なる条件
で通電して面状ヒータの特定な位置毎に独立して加熱温
度を調整することができる。そして、被加熱体全域を均
一に加熱するために、複数の分割ヒータにより形成され
た前記面状ヒータ１の大きさは、少なくともこの面状ヒ
ータにより加熱される被加熱体の外周部が、面状ヒータ
の面内に包囲され得るように、即ち、例えば面状ヒータ
上に被加熱体を直接載置した場合に、その一部が面状ヒ
ータより外部に突き出ることがなく被加熱体全体が面状
ヒータの面内に保持できるように形成される。
隣接する分割ヒータの端子部Ｔを、それぞれ１つの共通
する給電用電極部Ｆに固定することなく、各独立した給
電用電極部に対して固定するように構成してもよい。こ
のように構成した場合には、分割ヒータ毎に異なる条件
で通電して面状ヒータの特定な位置毎に独立して加熱温
度を調整することができる。そして、被加熱体全域を均
一に加熱するために、複数の分割ヒータにより形成され
た前記面状ヒータ１の大きさは、少なくともこの面状ヒ
ータにより加熱される被加熱体の外周部が、面状ヒータ
の面内に包囲され得るように、即ち、例えば面状ヒータ
上に被加熱体を直接載置した場合に、その一部が面状ヒ
ータより外部に突き出ることがなく被加熱体全体が面状
ヒータの面内に保持できるように形成される。
【００１３】図２は、本件出願人が先に出願した面状ヒ
ータの他の構成を平面図で示したものである。すなわ
ち、分割ヒータＡ及びＥにおける端子ＴＡ１及び端子Ｔ
Ｅ２の位置が、図１のように端子ＴＡ２及び端子ＴＥ１
に隣接させずに、短冊状エレメントＡ１及びＥ２の長さ
をエレントＡ２及びＥ１の約１／２として中央部に配置
させた点で図１と異なる。次に図３乃至図５は、前記し
た図１および図２に示した面状ヒータにおける各分割ヒ
ータの端子部を、給電用電極部に固定するためのそれぞ
れ異なった構成を断面図によって示したものである。先
ず、図３に示す構成は、例えば図１におけるＧ−Ｇ断面
を拡大して示したものであり、分割ヒータの端子部Ｔと
給電用電極部Ｆとの間に可撓性の導電性シートＫを介在
させて、分割ヒータの端子部Ｔを前記電極部Ｆに固定し
た構成とされている。
ータの他の構成を平面図で示したものである。すなわ
ち、分割ヒータＡ及びＥにおける端子ＴＡ１及び端子Ｔ
Ｅ２の位置が、図１のように端子ＴＡ２及び端子ＴＥ１
に隣接させずに、短冊状エレメントＡ１及びＥ２の長さ
をエレントＡ２及びＥ１の約１／２として中央部に配置
させた点で図１と異なる。次に図３乃至図５は、前記し
た図１および図２に示した面状ヒータにおける各分割ヒ
ータの端子部を、給電用電極部に固定するためのそれぞ
れ異なった構成を断面図によって示したものである。先
ず、図３に示す構成は、例えば図１におけるＧ−Ｇ断面
を拡大して示したものであり、分割ヒータの端子部Ｔと
給電用電極部Ｆとの間に可撓性の導電性シートＫを介在
させて、分割ヒータの端子部Ｔを前記電極部Ｆに固定し
た構成とされている。
【００１４】すなわち、金属またはカーボン材料により
形成された給電用電極部Ｆには、その上面から垂直方向
に雌ねじｆ１が施されている。一方、ヒータの端子部Ｔ
には端子穴ｔ１が形成されており、前記給電用電極部Ｆ
に施された雌ねじｆ１に螺合する雄ねじｊ１を備えた例
えばカーボン製のボルトＪが、ヒータの端子部に形成さ
れた前記端子穴ｔ１を挿通して、ヒータを給電用電極部
Ｆに固定するように成されている。そして、前記給電用
電極部Ｆとヒータの端子部Ｔとの間には、前記ボルトＪ
の挿通穴ｋ１が施された可撓性の導電性シートＫが介在
されている。なお、前記ヒータの端子部Ｔには、前記端
子穴ｔ１のみならず、これに代え前記給電用電極Ｆに施
されたものと同等の雌ねじを形成してもよい。また、図
４は分割ヒータの端子部を給電用電極部に固定するため
の他の構成を断面図によって示したものであり、図３と
同一符号はそれぞれ相当部分を示している。この図４に
示す例においては、分割ヒータの端子部ＴとボルトＪの
頭部との間に可撓性の導電性シートＫを介在させた構成
とされている。また、図５は分割ヒータの端子部を給電
用電極部に固定するためのさらに他の構成を断面図によ
って示したものであり、図３と同一符号はそれぞれ相当
部分を示している。この図４に示す例においては、分割
ヒータの端子部Ｔと前記給電用電極部Ｆとの間、および
分割ヒータの端子部Ｔと前記ボルトＪの頭部との間にそ
れぞれ可撓性の導電性シートＫを介在させた構成とされ
ている。
形成された給電用電極部Ｆには、その上面から垂直方向
に雌ねじｆ１が施されている。一方、ヒータの端子部Ｔ
には端子穴ｔ１が形成されており、前記給電用電極部Ｆ
に施された雌ねじｆ１に螺合する雄ねじｊ１を備えた例
えばカーボン製のボルトＪが、ヒータの端子部に形成さ
れた前記端子穴ｔ１を挿通して、ヒータを給電用電極部
Ｆに固定するように成されている。そして、前記給電用
電極部Ｆとヒータの端子部Ｔとの間には、前記ボルトＪ
の挿通穴ｋ１が施された可撓性の導電性シートＫが介在
されている。なお、前記ヒータの端子部Ｔには、前記端
子穴ｔ１のみならず、これに代え前記給電用電極Ｆに施
されたものと同等の雌ねじを形成してもよい。また、図
４は分割ヒータの端子部を給電用電極部に固定するため
の他の構成を断面図によって示したものであり、図３と
同一符号はそれぞれ相当部分を示している。この図４に
示す例においては、分割ヒータの端子部ＴとボルトＪの
頭部との間に可撓性の導電性シートＫを介在させた構成
とされている。また、図５は分割ヒータの端子部を給電
用電極部に固定するためのさらに他の構成を断面図によ
って示したものであり、図３と同一符号はそれぞれ相当
部分を示している。この図４に示す例においては、分割
ヒータの端子部Ｔと前記給電用電極部Ｆとの間、および
分割ヒータの端子部Ｔと前記ボルトＪの頭部との間にそ
れぞれ可撓性の導電性シートＫを介在させた構成とされ
ている。
【００１５】前記図３乃至図５に示す構成において用い
られる可撓性の導電性シートＫとしては、膨張黒鉛シー
トを用いるのが好ましい。この膨張黒鉛シートとして
は、例えば商品名“ＧＲＡＦＯＩＬ”（ＵＮＩＯＮ Ｃ
ＡＲＢＩＤＥ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮの登録商標）を
使用することができる。この“ＧＲＡＦＯＩＬ”は、密
度１．１２（ｇ／ｃｃ）、引張強度５２（ｋｇ／ｃｍ2
）、面方向の電気抵抗７〜１０（１０-4ｏｈｍ−ｃ
ｍ）程度の物性を有しており、柔軟性に富み前記ボルト
とヒータ、またヒータと給電用電極部との熱膨張差によ
り生ずる応力を緩和させることができる。そして、前記
した膨張黒鉛シートを予め分割ヒータの端子部Ｔに接着
しておくことで、分割ヒータの端子部を給電用電極部に
対してボルトにより結合させる際の操作性を容易にする
ことができる。膨張黒鉛シートを予め分割ヒータの端子
部Ｔに接着する場合の接着手段としては、ヒータ素材と
してのガラス状カーボンの原料と同一樹脂（有機物重合
体）を接着部に塗布し、両者を張り合わせた後に、１０
００℃以上の非酸化性雰囲気中で加熱処理することに接
着することができる。なお、前記樹脂原料としては、例
えばフルフリルアルコール樹脂やフェノールホルムアル
デヒド樹脂などを用いることができる。
られる可撓性の導電性シートＫとしては、膨張黒鉛シー
トを用いるのが好ましい。この膨張黒鉛シートとして
は、例えば商品名“ＧＲＡＦＯＩＬ”（ＵＮＩＯＮ Ｃ
ＡＲＢＩＤＥ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮの登録商標）を
使用することができる。この“ＧＲＡＦＯＩＬ”は、密
度１．１２（ｇ／ｃｃ）、引張強度５２（ｋｇ／ｃｍ2
）、面方向の電気抵抗７〜１０（１０-4ｏｈｍ−ｃ
ｍ）程度の物性を有しており、柔軟性に富み前記ボルト
とヒータ、またヒータと給電用電極部との熱膨張差によ
り生ずる応力を緩和させることができる。そして、前記
した膨張黒鉛シートを予め分割ヒータの端子部Ｔに接着
しておくことで、分割ヒータの端子部を給電用電極部に
対してボルトにより結合させる際の操作性を容易にする
ことができる。膨張黒鉛シートを予め分割ヒータの端子
部Ｔに接着する場合の接着手段としては、ヒータ素材と
してのガラス状カーボンの原料と同一樹脂（有機物重合
体）を接着部に塗布し、両者を張り合わせた後に、１０
００℃以上の非酸化性雰囲気中で加熱処理することに接
着することができる。なお、前記樹脂原料としては、例
えばフルフリルアルコール樹脂やフェノールホルムアル
デヒド樹脂などを用いることができる。
【００１６】このように接着剤とガラス状カーボンの原
料とを同一樹脂原料とすることによって、接着時の炭化
収縮をほぼ同等とすることができ、強度の高い接着力を
得ることができる。またこの場合、前記ヒータの端子部
Ｔの中心線平均粗さＲａ（ＪＩＳ Ｂ ０６０１−１９
７６）が、５〜１００μｍであることが望ましい。前記
中心線平均粗さＲａが５μｍ未満の場合においては、可
撓性の導電性シートＫとヒータの端子部Ｔとの間の接着
部が剥離し易いという問題が発生し、また、前記中心線
平均粗さＲａが１００μｍを越えると、ダストの発生の
原因となり、商品としての価値を損ねるという結果を招
く。さらに前記膨張黒鉛シートは、その厚さが０．１〜
０．７ｍｍの範囲のものを用いることが望ましい。すな
わちその厚さが０．１ｍｍ未満であると、前記ボルトと
ヒータ、またヒータと給電用電極部との熱膨張差により
生ずる応力を満足に緩和させることができず、結果とし
てヒータの端子部付近で、チッピングやクラックが発生
するという問題が残される。そして、前記膨張黒鉛シー
トの厚さが０．７ｍｍを越えるとダストの発生の原因と
なる。
料とを同一樹脂原料とすることによって、接着時の炭化
収縮をほぼ同等とすることができ、強度の高い接着力を
得ることができる。またこの場合、前記ヒータの端子部
Ｔの中心線平均粗さＲａ（ＪＩＳ Ｂ ０６０１−１９
７６）が、５〜１００μｍであることが望ましい。前記
中心線平均粗さＲａが５μｍ未満の場合においては、可
撓性の導電性シートＫとヒータの端子部Ｔとの間の接着
部が剥離し易いという問題が発生し、また、前記中心線
平均粗さＲａが１００μｍを越えると、ダストの発生の
原因となり、商品としての価値を損ねるという結果を招
く。さらに前記膨張黒鉛シートは、その厚さが０．１〜
０．７ｍｍの範囲のものを用いることが望ましい。すな
わちその厚さが０．１ｍｍ未満であると、前記ボルトと
ヒータ、またヒータと給電用電極部との熱膨張差により
生ずる応力を満足に緩和させることができず、結果とし
てヒータの端子部付近で、チッピングやクラックが発生
するという問題が残される。そして、前記膨張黒鉛シー
トの厚さが０．７ｍｍを越えるとダストの発生の原因と
なる。
【００１７】次に、前記した面状ヒータ１を加熱装置へ
適用した一例について説明する。図６は、前記面状ヒー
タ１をセットした半導体ウエハの気相成長装置の枚葉式
反応室部分の断面図である。図６において、気相成長反
応室１０はベルジャ１１と下部プレート１２とにより包
囲され反応空間域Ｓを形成している。ベルジャ１１に
は、原料ガス及びキャリアガスを供給するガス導入口１
３と、ガス排出口１４が配設されている。また、反応空
間域Ｓ内の下方には、シリコンウエハＷを所定のサセプ
タ１５を介して保持する回転ホルダー１６が配設されて
いる。
適用した一例について説明する。図６は、前記面状ヒー
タ１をセットした半導体ウエハの気相成長装置の枚葉式
反応室部分の断面図である。図６において、気相成長反
応室１０はベルジャ１１と下部プレート１２とにより包
囲され反応空間域Ｓを形成している。ベルジャ１１に
は、原料ガス及びキャリアガスを供給するガス導入口１
３と、ガス排出口１４が配設されている。また、反応空
間域Ｓ内の下方には、シリコンウエハＷを所定のサセプ
タ１５を介して保持する回転ホルダー１６が配設されて
いる。
【００１８】前記回転ホルダー１６は、下部プレート１
２を貫通して伸びる回転軸１７により支持され、下部プ
レート１２よりも下方に設置される回転駆動装置（図示
せず）に連結されて回転可能とされている。また回転ホ
ルダー１６は中空状に形成され、中空内にヒータ支持体
１８が配設されている。前記した面状ヒータ１は、要す
れば絶縁棒や反射板等（図示せず）を介してヒータ支持
体１８に装着される。そして、面状ヒータ１の下部に突
出する給電用電極部Ｆには、給電線１９及び２０が接続
されて中空状のヒータ支持体１８内を通って外部の給電
設備（図示せず）に接続されている。
２を貫通して伸びる回転軸１７により支持され、下部プ
レート１２よりも下方に設置される回転駆動装置（図示
せず）に連結されて回転可能とされている。また回転ホ
ルダー１６は中空状に形成され、中空内にヒータ支持体
１８が配設されている。前記した面状ヒータ１は、要す
れば絶縁棒や反射板等（図示せず）を介してヒータ支持
体１８に装着される。そして、面状ヒータ１の下部に突
出する給電用電極部Ｆには、給電線１９及び２０が接続
されて中空状のヒータ支持体１８内を通って外部の給電
設備（図示せず）に接続されている。
【００１９】前記のように形成された気相成長反応室１
０において、回転駆動装置（図示せず）により回転され
る回転軸１７及びヒータ支持体１６を介して回転される
サセプタ１５上に載置されるウエハＷは、所望の回転数
で回転されると共に面状ヒータ１にて、ウエハＷの中心
から外周までの全域にわたり均一な温度分布で加熱され
る。この場合、ウエハＷと面状ヒータ１とは、約３ｍｍ
以上の所定の間隔を有するように設置されるのが好まし
い。同時に、ガス導入口１３より気相反応域Ｓ内に所定
の原料ガスとキャリアガスとの混合ガスが導入され、ウ
エハＷ上に流下供給して、均一に加熱され昇温されたウ
エハ表面で反応して皮膜が成長し成膜される。気相反応
後のガスはウエハＷの外周部から反応空間域Ｓ内下方に
流通してガス排出口１４から気相成長反応室１０外に排
出される。
０において、回転駆動装置（図示せず）により回転され
る回転軸１７及びヒータ支持体１６を介して回転される
サセプタ１５上に載置されるウエハＷは、所望の回転数
で回転されると共に面状ヒータ１にて、ウエハＷの中心
から外周までの全域にわたり均一な温度分布で加熱され
る。この場合、ウエハＷと面状ヒータ１とは、約３ｍｍ
以上の所定の間隔を有するように設置されるのが好まし
い。同時に、ガス導入口１３より気相反応域Ｓ内に所定
の原料ガスとキャリアガスとの混合ガスが導入され、ウ
エハＷ上に流下供給して、均一に加熱され昇温されたウ
エハ表面で反応して皮膜が成長し成膜される。気相反応
後のガスはウエハＷの外周部から反応空間域Ｓ内下方に
流通してガス排出口１４から気相成長反応室１０外に排
出される。
【００２０】なお、前記した気相成長反応室は枚葉式で
あるが、本発明にかかる面状ヒータは複数の半導体シリ
コンウエハを同時に処理するバッチ式の気相成長反応室
に適用することもできる。また、前記した実施の形態に
おいては、複数の分割ヒータを集合させて面状のヒータ
を構成させているが、本発明はこのような特定の構成に
限られることはなく、例えば１本の電気抵抗式帯状ヒー
タを蛇行させて面状に形成させたものであっても同一の
作用効果を期待することができる。
あるが、本発明にかかる面状ヒータは複数の半導体シリ
コンウエハを同時に処理するバッチ式の気相成長反応室
に適用することもできる。また、前記した実施の形態に
おいては、複数の分割ヒータを集合させて面状のヒータ
を構成させているが、本発明はこのような特定の構成に
限られることはなく、例えば１本の電気抵抗式帯状ヒー
タを蛇行させて面状に形成させたものであっても同一の
作用効果を期待することができる。
【００２１】
【発明の効果】以上の説明で明らかなとおり、本発明に
かかる面状ヒータによると、ヒータの端子部と給電用電
極部との間に可撓性の導電性シートを介在させてヒータ
の端子部を前記電極部に固定した構成としたので、可撓
性の導電性シートがヒータと給電用電極部間の熱膨張の
差異による機械的なストレスを吸収することができる。
したがって、熱膨張の差異によるヒータの端子部付近で
生ずるチッピングやクラック、さらには異常なスパーク
の発生を効果的に防止することができる。また、前記し
た機械的なストレスによる固定用のボルトの破損を防止
することもでき、面状ヒータを用いた機器の信頼性を向
上させることができる。しかも、可撓性の導電性シー
ト、例えば膨張黒鉛シートはヒータ端子部と電極部との
間の電気的な接触を常に良好に保持し、制御された所定
の電流をヒータに対して与えることができるので、確実
な温度制御を保証することができる。
かかる面状ヒータによると、ヒータの端子部と給電用電
極部との間に可撓性の導電性シートを介在させてヒータ
の端子部を前記電極部に固定した構成としたので、可撓
性の導電性シートがヒータと給電用電極部間の熱膨張の
差異による機械的なストレスを吸収することができる。
したがって、熱膨張の差異によるヒータの端子部付近で
生ずるチッピングやクラック、さらには異常なスパーク
の発生を効果的に防止することができる。また、前記し
た機械的なストレスによる固定用のボルトの破損を防止
することもでき、面状ヒータを用いた機器の信頼性を向
上させることができる。しかも、可撓性の導電性シー
ト、例えば膨張黒鉛シートはヒータ端子部と電極部との
間の電気的な接触を常に良好に保持し、制御された所定
の電流をヒータに対して与えることができるので、確実
な温度制御を保証することができる。
【図１】本発明にかかる面状ヒータの一例を示したの平
面図である。
面図である。
【図２】本発明にかかる面状ヒータの他の例を示したの
平面図である。
平面図である。
【図３】前記面状ヒータを構成する分割ヒータの端子部
と給電用電極部との間の接続構成を示した断面図であ
る。
と給電用電極部との間の接続構成を示した断面図であ
る。
【図４】前記面状ヒータを構成する分割ヒータの端子部
と給電用電極部との間の他の接続構成を示した断面図で
ある。
と給電用電極部との間の他の接続構成を示した断面図で
ある。
【図５】前記面状ヒータを構成する分割ヒータの端子部
と給電用電極部との間のさらに他の接続構成を示した断
面図である。
と給電用電極部との間のさらに他の接続構成を示した断
面図である。
【図６】前記面状ヒータを半導体ウエハの気相成長装置
に採用した状態を示した断面図である。
に採用した状態を示した断面図である。
【図７】従来のヒータ端子部と給電用電極部との間の接
続構成の一例を示した断面図である。
続構成の一例を示した断面図である。
１ 面状ヒータ Ａ〜Ｅ 分割ヒータ Ｆ 給電用電極部 ｆ１ 雌ねじ Ｊ ボルト ｊ１ 雄ねじ Ｋ 可撓性の導電性シート（膨張黒鉛シート） Ｔ ヒータ端子部 ｔ１ 端子穴
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三谷 慎一 静岡県沼津市大岡2068−３ 東芝機械株式 会社沼津事業所内
Claims (10)
- 【請求項１】 面状ヒータの端子部と給電用電極部との
間に可撓性の導電性シートを介在させて面状ヒータの端
子部を前記電極部に固定したことを特徴とする面状ヒー
タ。 - 【請求項２】 前記面状ヒータは、電気抵抗式帯状ヒー
タが２以上の分割ヒータに分割され、各分割ヒータのそ
れぞれの端子部を可撓性の導電性シートを介在させて給
電用電極部に固定したことを特徴とする請求項１に記載
の面状ヒータ。 - 【請求項３】 前記給電用電極部に、ボルトの雄ねじが
螺合される雌ねじが形成され、給電用電極部の雌ねじに
螺合される前記ボルトにより、面状ヒータの端子部を前
記電極部に固定させるように構成すると共に、面状ヒー
タの端子部と前記給電用電極部との間に可撓性の導電性
シートを介在させたことを特徴とする請求項１または請
求項２に記載の面状ヒータ。 - 【請求項４】 前記給電用電極部に、ボルトの雄ねじが
螺合される雌ねじが形成され、給電用電極部の雌ねじに
螺合される前記ボルトにより、面状ヒータの端子部を前
記電極部に固定させるように構成すると共に、面状ヒー
タの端子部と前記ボルトの頭部との間に可撓性の導電性
シートを介在させたことを特徴とする請求項１または請
求項２に記載の面状ヒータ。 - 【請求項５】 前記給電用電極部に、ボルトの雄ねじが
螺合される雌ねじが形成され、給電用電極部の雌ねじに
螺合される前記ボルトにより、面状ヒータの端子部を前
記電極部に固定させるように構成すると共に、面状ヒー
タの端子部と前記給電用電極部との間および面状ヒータ
の端子部と前記ボルトの頭部との間にそれぞれ可撓性の
導電性シートを介在させたことを特徴とする請求項１ま
たは請求項２に記載の面状ヒータ。 - 【請求項６】 前記可撓性の導電性シートは面状ヒータ
の端子部に接着剤を介して接着されていることを特徴と
する請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の面状ヒー
タ。 - 【請求項７】 前記面状ヒータの端子部の中心線平均粗
さＲａが、５〜１００μｍであることを特徴とする請求
項６に記載の面状ヒータ。 - 【請求項８】 前記面状ヒータがガラス状カーボン製で
あり、前記可撓性の導電性シートが膨張黒鉛シートであ
ることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに
記載の面状ヒータ。 - 【請求項９】 前記接着剤とガラス状カーボン製面状ヒ
ータが、同一樹脂原料からなることを特徴とする請求項
８に記載の面状ヒータ。 - 【請求項１０】 前記膨張黒鉛シートは、その厚さが
０．１〜０．７ｍｍであることを特徴とする請求項８ま
たは請求項９に記載の面状ヒータ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9165366A JPH10340777A (ja) | 1997-06-06 | 1997-06-06 | 面状ヒータ |
| KR1019980001840A KR19980070690A (ko) | 1997-01-23 | 1998-01-22 | 면형 히터 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9165366A JPH10340777A (ja) | 1997-06-06 | 1997-06-06 | 面状ヒータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10340777A true JPH10340777A (ja) | 1998-12-22 |
Family
ID=15811012
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9165366A Pending JPH10340777A (ja) | 1997-01-23 | 1997-06-06 | 面状ヒータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10340777A (ja) |
Cited By (7)
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|---|---|---|---|---|
| JP2005166451A (ja) * | 2003-12-03 | 2005-06-23 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 通電発熱ヒータ及び該ヒータを搭載した半導体製造装置 |
| KR100563765B1 (ko) | 2004-07-02 | 2006-03-24 | 주식회사 에이디피엔지니어링 | 절연체가 전극에 구비된 식각장비의 공정챔버 |
| JP2007288163A (ja) * | 2006-03-24 | 2007-11-01 | Nuflare Technology Inc | 半導体製造装置及びヒータ |
| JP2010226148A (ja) * | 2010-07-08 | 2010-10-07 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 半導体製造装置および半導体製造方法 |
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| JP2017199808A (ja) * | 2016-04-27 | 2017-11-02 | ＡｇＩＣ株式会社 | 接続構造およびこれを用いた大電力フィルム状回路 |
| JP2018014314A (ja) * | 2016-07-11 | 2018-01-25 | 信越化学工業株式会社 | 加熱炉 |
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-
1997
- 1997-06-06 JP JP9165366A patent/JPH10340777A/ja active Pending
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| JPH07288178A (ja) * | 1994-04-15 | 1995-10-31 | Toyo Tanso Kk | 炭素質材料からなる導電性構造体及びその取付け方法 |
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