KR20220084328A - 세라믹 구조체 및 웨이퍼용 시스템 - Google Patents

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야스노리 카와나베
타케시 무네이시
요시히로 코마츠
요시히로 오카와
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교세라 가부시키가이샤
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Abstract

히터는 기체와, 저항 발열체와, 단자부를 갖고 있다. 기체는 세라믹으로 이루어지는 판 형상이다. 저항 발열체는 기체 내에 위치하고 있다. 단자부는 저항 발열체에 전기적으로 접속되어 있다. 기체는 단자부를 둘러싸는 볼록부를 하면측에 갖는다. 볼록부는 세라믹 부재로 이루어지고, 세라믹 부재에 형성된 관통 구멍에 단자부가 관통하고 있다. 세라믹 부재는 기체의 하면 및 단자부의 적어도 일방에 접합된다.

Description

세라믹 구조체 및 웨이퍼용 시스템
본 개시는 세라믹 구조체 및 상기 세라믹 구조체를 포함하는 웨이퍼용 시스템에 관한 것이다.
상면에 웨이퍼가 겹쳐지는 세라믹 구조체가 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 또는 2). 이러한 세라믹 구조체는 세라믹으로 이루어지는 판 형상의 기체와, 그 내부에 위치하고 있는 내부 도체를 갖고 있다. 그리고, 세라믹 구조체는 내부 도체에 전압이 인가됨으로써, 예를 들면 웨이퍼를 가열하는 기능, 웨이퍼를 흡착하는 기능 또는 웨이퍼의 주위에 플라즈마를 발생시키는 기능 또는 이들의 2개 이상의 조합을 발휘한다. 이러한 세라믹 구조체는, 예를 들면 반도체 제조 장치에 사용된다.
특허문헌 1 및 2에는 세라믹으로 이루어지는 기체 내에 내부 도체로서의 저항 발열체가 설치된 세라믹 히터가 개시되어 있다. 이 세라믹 히터는 내부 도체와 전기적으로 접속되고, 기체의 하면으로부터 노출되는 단자를 갖고 있다. 기체의 하면은 평면 형상이며, 또한 단자의 하면은 기체의 하면과 동일 높이 면으로 되어 있다.
일본 특허 공개 2004-87392호 공보 일본 특허 공개 평5-101871호 공보
본 개시의 일 형태에 의한 세라믹 구조체는 기체와, 내부 도체와, 볼록부와, 단자부를 갖고 있다. 기체는 세라믹으로 이루어지고, 웨이퍼가 겹쳐지는 상면 및 그 반대측의 하면을 갖고 있는 판 형상이다. 내부 도체는 기체 내에 위치한다. 볼록부는 기체의 하면에 형성된다. 단자부는 내부 도체에 전기적으로 접속되어 있고, 적어도 일부가 기체 내 및 볼록부 내에 위치하고 있고, 볼록부의 외부로 노출되어 있다. 볼록부는 세라믹 부재로 이루어지고, 세라믹 부재에 형성된 관통 구멍에 단자부가 관통하고 있다. 세라믹 부재는 기체의 하면 및 단자부의 적어도 일방에 접합된다.
본 개시의 일 형태에 의한 웨이퍼용 시스템은 상기 세라믹 구조체와, 단자부에 전력을 공급하는 전력 공급부와, 전력 공급부를 제어하는 제어부를 갖고 있다.
도 1은 실시형태에 의한 히터의 구성을 나타내는 모식적인 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 II-II 선에 있어서의 단면도이다.
도 3a는 실시형태에 의한 히터의 영역 III의 확대 단면도이다.
도 3b는 실시형태에 의한 히터의 영역 III의 확대 단면도이다.
도 4a는 도 2의 A-A선에 있어서의 볼록부와 단자부의 단면의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4b는 도 2의 A-A선에 있어서의 볼록부와 단자부의 단면의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4c는 도 2의 A-A선에 있어서의 볼록부와 단자부의 단면의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5a는 다른 실시형태에 의한 히터의 영역 III의 확대 단면도이다.
도 5b는 다른 실시형태에 의한 히터의 영역 III의 확대 단면도이다.
도 6a는 다른 실시형태에 의한 히터의 영역 III의 확대 단면도이다.
도 6b는 도 6a의 일부의 확대 단면도이다.
도 6c는 도 6a의 일부의 확대 단면도이다.
도 7은 다른 실시형태에 의한 히터의 영역 III의 확대 단면도이다.
도 8은 다른 실시형태에 의한 히터의 볼록부와 단자의 확대 단면도이다.
도 9는 다른 실시형태에 의한 히터의 영역 III에 있어서의 확대 단면도이다.
도 10은 다른 실시형태에 의한 히터의 영역 III에 있어서의 확대 단면도이다.
도 11은 다른 실시형태에 의한 히터의 영역 III에 있어서의 확대 단면도이다.
도 12는 다른 실시형태에 의한 히터의 영역 III에 있어서의 확대 단면도이다.
도 13은 다른 실시형태에 의한 히터의 영역 III에 있어서의 확대 단면도이다.
도 14는 다른 실시형태에 의한 히터의 영역 III에 있어서의 확대 단면도이다.
도 15는 다른 실시형태에 의한 히터의 영역 III에 있어서의 확대 단면도이다.
도 16a는 다른 실시형태에 의한 히터의 영역 III의 최상면도이다.
도 16b는 다른 실시형태에 의한 히터의 영역 III의 측면도이다.
도 17은 다른 실시형태에 의한 히터의 영역 III에 있어서의 확대 단면도이다.
도 18은 다른 실시형태에 의한 히터의 영역 III에 있어서의 확대 단면도이다.
이하, 본 개시의 세라믹 구조체 및 웨이퍼용 시스템에 대해서 세라믹 히터를 예로 들어서 설명한다. 이하에서 참조하는 각 도면은 설명의 편의상의 모식적인 것이다. 따라서, 세부는 생략되어 있는 경우가 있고, 또한 치수 비율은 반드시 현실의 것과는 일치하고 있지 않다. 또한, 히터는 각 도면에 나타내어져 있지 않는 주지의 구성 요소를 더 구비하고 있어도 상관없다.
제 2 실시형태 이후에 있어서는 기본적으로, 먼저 설명된 실시형태와의 상위 부분에 대해서만 설명한다. 특히, 언급이 없는 사항에 대해서는 먼저 설명된 실시형태와 마찬가지로 되어도 좋다. 또한, 설명의 편의상, 복수의 실시형태 사이에서 서로 대응하는 구성에 대해서는 상위점이 있어도 같은 부호를 첨부하는 경우가 있다.
1개의 단자부 및 그 주변의 구성의 종단면도에 대해서는, 특별히 명시되지 않는 한, 상기 1개의 단자부 주위(지면 상하로 연장되는 중심선 주위)의 어느 쪽의 각도로부터 보아도, 같은 종단면도가 얻어지는 것으로 간주되어도 좋다.
제 1 실시형태에 대해서 설명한다.
(히터 시스템)
도 1은 실시형태에 의한 히터(1)의 구성을 나타내는 모식적인 분해 사시도이다. 도 2는 도 1의 히터(1)를 포함하는 히터 시스템(101)의 구성을 나타내는 모식도이다. 도 2에 있어서, 히터(1)에 대해서는 도 1의 II-II 선 단면도가 나타내어져 있다. 도 1은 히터(1)의 구조를 나타내기 위해서 편의적으로 히터(1)를 분해해서 나타내고 있고, 실제의 완성 후의 히터(1)는 도 1의 분해 사시도와 같이 분해 가능할 필요는 없다.
도 1 및 도 2의 지면 상방은, 예를 들면 연직 상방이다. 단, 히터(1)는 반드시 도 1 및 도 2의 지면 상방을 연직 상방으로 해서 이용될 필요는 없다. 이하에서는, 편의상 도 1 및 도 2의 지면 상방을 상방으로 해서 상면 및 하면 등의 용어를 사용하는 경우가 있다. 특별히 명시되지 않는 한, 단지 평면으로 보는 것으로 하는 경우, 도 1 및 도 2의 지면 상방으로부터 보는 것을 가리키는 것으로 한다.
히터 시스템(101)은 히터(1)와, 히터(1)에 전력을 공급하는 전력 공급부(3)(도 2)와 전력 공급부(3)를 제어하는 제어부(5)(도 2)를 갖고 있다. 히터(1)와 전력 공급부(3)는 배선 부재(7)(도 2)에 의해 접속되어 있다. 또한, 배선 부재(7)는 히터(1)의 일부로 간주되어도 상관없다. 또한, 히터 시스템(101)은 상기에 예시된 구성 이외에, 예를 들면 히터(1)에 기체 및/또는 액체를 공급하는 유체 공급부를 갖고 있어도 좋다.
(히터)
히터(1)는, 예를 들면 개략 판 형상(도시의 예에서는 원반 형상)의 히터 플레이트(9)와, 히터 플레이트(9)로부터 하방으로 연장되어 있는 파이프(11)를 갖고 있다.
히터 플레이트(9)는 그 상면(13a)에 가열 대상물의 일례로서의 웨이퍼(Wf)(도 2)가 적재되어(겹쳐져서), 웨이퍼의 가열에 직접적으로 기여한다. 파이프(11)는, 예를 들면 히터 플레이트(9)의 지지 및 배선 부재(7)의 보호에 기여한다. 또한, 히터 플레이트(9)만이 히터로 간주되어도 상관없다.
(히터 플레이트)
히터 플레이트(9)의 상면(13a) 및 하면(13b)은, 예를 들면 대체로 평면이다. 히터 플레이트(9)의 평면 형상 및 각종 치수는 가열 대상물의 형상 및 치수 등을 고려해서 적당하게 설정되어도 좋다. 예를 들면, 평면 형상은 원형(도시의 예) 또는 다각형(예를 들면, 직사각형)이다. 치수의 일례를 나타내면, 직경은 20㎝ 이상 35㎝ 이하, 두께는 4㎜ 이상 30㎜ 이하이다.
히터 플레이트(9)는, 예를 들면 절연성의 기체(13)와, 기체(13)에 매설되어 있는 저항 발열체(15)(내부 도체의 일례)와, 저항 발열체(15)에 전력을 공급하기 위한 단자부(17)를 구비하고 있다. 저항 발열체(15)에 전류가 흐름으로써, 줄의 법칙을 따라 열이 발생하고, 나아가서는 기체(13)의 상면(13a)에 적재되어 있는 웨이퍼가 가열된다.
(기체)
기체(13)의 외형은 히터 플레이트(9)의 외형을 구성하고 있다. 따라서, 상술 의 히터 플레이트(9)의 형상 및 치수에 의한 설명은 그 자체로 기체(13)의 외형 및 치수의 설명으로 간주되어도 좋다. 기체(13)의 재료는, 예를 들면 세라믹이다. 세라믹은, 예를 들면 질화알루미늄(AlN), 산화알루미늄(Al2O3, 알루미나), 탄화규소(SiC), 및 질화규소(Si3N4) 등을 주성분으로 하는 소결체이다. 또한, 주성분은, 예를 들면 그 재료의 50질량% 이상 또는 80질량% 이상을 차지하는 재료이다(이하, 마찬가지임).
도 1에서는 기체(13)는 제 1 절연층(19A) 및 제 2 절연층(19B)으로 구성되어 있다. 또한, 기체(13)는 제 1 절연층(19A) 및 제 2 절연층(19B)이 되는 재료(예를 들면, 세라믹 그린 시트)가 적층되어 제작되어도 좋다. 또한, 기체(13)는 상기 방법과는 다른 방법에 의해 제작되고, 완성 후에 저항 발열체(15) 등의 존재에 의해 개념적으로 제 1 절연층(19A) 및 제 2 절연층(19B)으로 구성되어 있는 것으로 간주할 수 있을 뿐이어도 좋다.
이들 절연층의 두께는 적절히 설정되어도 좋고, 각 절연층이 기체(13)의 두께에 차지하는 비율도 적절히 설정되어도 좋다. 후술하는 바와 같이, 본 실시형태에 의한 기술은 기체(13)의 하면(13b)으로부터 최하층의 내부 도체(저항 발열체(15))까지의 두께(제 2 절연층(19B)의 두께)가 비교적 얇은 히터에 적용 가능하다. 이러한 비교적 얇은 제 2 절연층(19B)의 두께의 일례를 들면, 예를 들면 1㎜ 이상 3㎜ 이하이다. 이 경우, 예를 들면 기체(13)의 두께는 4㎜ 이상 6㎜ 이하로 되어도 좋다.
(저항 발열체)
저항 발열체(15)는 기체(13)의 상면(13a) 및 하면(13b)을 따라(예를 들면, 평행하게) 연장되어 있다. 또한, 저항 발열체(15)는 평면으로 볼 때에 있어서, 예를 들면 기체(13)의 대체로 전체면에 걸쳐서 연장되어 있다. 도 1에서는 저항 발열체(15)는 제 1 절연층(19A) 및 제 2 절연층(19B) 사이에 위치하고 있다.
평면으로 볼 때에 있어서의 저항 발열체(15)의 구체적인 패턴(경로)은 적절한 것으로 되어도 좋다. 예를 들면, 저항 발열체(15)는 히터 플레이트(9)에 있어서 1개만 설치되어 있고, 그 일단으로부터 타단까지 자기에 대하여 교차하지 않고 연장되어 있다. 또한, 도시의 예에서는 저항 발열체(15)는 히터 플레이트(9)를 2분할한 각 영역에 있어서, 원주 방향으로 왕복하도록(미앤더 형상으로) 연장되어 있다.이 외에, 예를 들면 저항 발열체(15)는 소용돌이 형상으로 연장되어 있거나, 하나의 반경 방향에 있어서 직선 형상으로 왕복하도록 연장되어 있거나 해도 좋다.
저항 발열체(15)를 국부적으로 보았을 때의 형상도 적절한 것으로 되어도 좋다. 예를 들면, 저항 발열체(15)는 상면(13a) 및 하면(13b)에 평행한 층 형상 도체여도 좋고, 상기 경로를 축으로 해서 감긴 코일 형상(스프링 형상)이어도 좋고, 메쉬 형상으로 형성되어 있는 것이어도 좋다. 각종 형상에 있어서의 치수도 적절하게 설정되어도 좋다.
저항 발열체(15)의 재료는 전류가 흐름으로써 열을 발생시키는 도체(예를 들면, 금속)이다. 도체는 적절하게 선택되어도 좋고, 예를 들면 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 플래티넘(Pt) 또는 인듐(In) 또는 이들을 주성분으로 하는 합금이다. 또한, 저항 발열체(15)의 재료는 상기한 바와 같은 금속을 포함하는 도전 페이스트를 소성해서 얻어지는 것이어도 좋다. 즉, 저항 발열체(15)의 재료는 유리 분말 및/또는 세라믹 분말 등의 첨가제(다른 관점에서는 무기 절연물)를 포함하는 것이어도 좋다.
(볼록부)
도 3a는 도 2의 히터의 영역 III에 있어서의 확대 단면도이다. 히터(1)는 기체(13)의 하면(13b)에 볼록부(21)를 갖는다. 볼록부(21)는 기체(13)와는 다른 부재이며, 기체(13)의 하면(13b)에 접합되어 있다. 볼록부(21)의 최상면(21a)(지면의 하측의 면)은 하면(13b)의 일부로부터 돌출한 면을 구성하고 있다. 볼록부(21)의 측면(21b)은 기체(13)의 하면(13b)과 접하고 있다.
(단자부)
단자부(17)는, 예를 들면 저항 발열체(15)의 길이 방향 양단에 접속되어 있음과 아울러, 상기 양단의 위치에서 기체(13) 중의 하면(13b)측의 일부(제 2 절연층(19B))를 관통하고, 또한 볼록부(21)를 관통하고, 볼록부(21)의 최상면(21a)으로 노출되어 있다. 이것에 의해, 히터 플레이트(9)의 외부로부터 저항 발열체(15)로 전력을 공급 가능하게 되어 있다. 1쌍의 단자부(17)(저항 발열체(15)의 양단)는, 예를 들면 히터 플레이트(9)의 중앙측에 위치하고 있다. 또한, 1개의 저항 발열체(15)에 전력을 공급하는 3개 이상의 단자부(17)가 설치되어 있어도 좋고, 2개 이상(예를 들면, 2층 이상)의 저항 발열체(15)에 전력을 공급하는 2세트 이상의 단자부(17)가 설치되어 있어도 좋다. 또한, 도 2 및 도 3a, 도 3b에 나타내는 히터와 같이, 단자부(17)는 볼록부(21)를 관통하고, 또한 최상면(21a)으로부터 연장되어 있는 구조여도 좋다.
단자부(17)의 재료로서는, 예를 들면 W, Mo 또는 Pt로 이루어지는 금속을 예시할 수 있다.
(파이프)
파이프(11)는 상하(축방향 양측)가 개구되어 있는 중공 형상이다. 다른 관점에서는, 파이프(11)는 상하로 관통하는 공간(11s)을 갖고 있다. 볼록부(21)는 파이프(11) 내에 위치하고 있다. 파이프(11)의 횡단면(축 방향과 직교하는 단면) 및 종단면(축 방향과 평행한 단면. 도 2에 나타내는 단면)의 형상은 적절히 설정되어도 좋다. 도시의 예에서는 파이프(11)는 축 방향의 위치에 대하여 지름이 일정한 원통 형상이다. 물론, 파이프(11)는 높이 방향의 위치에 따라 지름이 달라도 좋다. 또한, 파이프(11)의 치수의 구체적인 값은 적절히 설정되어도 좋다. 특히, 도시하지 않지만, 파이프(11)에는 기체 또는 액체가 흐르는 유로가 형성되어 있어도 좋다.
파이프(11)는 세라믹 등의 절연 재료로 구성되어 있어도 좋고, 금속(도전 재료)으로 구성되어 있어도 좋다. 세라믹의 구체적인 재료로서는, 예를 들면 기체(13)의 설명에서 예시한 것(AlN 등)이 이용되어도 좋다. 또한, 파이프(11)의 재료는 기체(13)의 재료와 동일해도 좋고, 달라도 좋다.
기체(13)와 파이프(11)의 고정은 적절한 방법에 의해 이루어져도 좋다. 예를 들면, 양자는 양자 사이에 개재하는 접착제(미도시)에 의해 고정되어도 좋고, 양자 사이에 접착제를 개재시키지 않고, 고상 접합에 의해 고정되어도 좋고, 볼트 및 너트(모두 미도시)를 이용해서 기계적으로 고정되어도 좋다.
접착제는 유기 재료여도 좋고, 무기 재료여도 좋고, 도전 재료여도 좋고, 절연 재료여도 좋다. 구체적으로는, 접착제로서는, 예를 들면 유리계의 것이 사용되어도 좋다(유리 접합이 이용되어도 좋다). 고상 접합으로서는, 예를 들면 확산 접합이 이용되어도 좋다. 확산 접합에서는 기체(13)와 파이프(11)가 가열 가압됨으로써 접합된다. 확산 접합은 기체(13)와 파이프(11)를 직접적으로 접촉시키는 것뿐만아니라, 양자 사이에 접합을 촉진하기 위한 재료가 배치되는 것도 포함하는 것으로 한다. 상기 재료는 접합 시, 고상 상태여도 좋고, 액상 상태여도 좋다.
(배선 부재)
배선 부재(7)는 파이프(11)의 공간(11s) 내에 삽통되어 있다. 평면 투시에 있어서, 히터 플레이트(9) 중 공간(11s) 내에 노출되는 영역에서는 복수의 단자부(17)가 기체(13)의 하면(13b)에 형성된 볼록부(21)에 노출되어 있다. 그리고, 배선 부재(7)는 그 일단이 복수의 단자부(17)에 접속되어 있다. 단자부(17)는 볼록부(21)를 관통하고, 또한 최상면(21a)으로부터 연장되어 있는 구조의 경우에는 단자부(17)의 연장된 종단측에 배선 부재(7)의 일단이 접속되어 있다.
복수의 배선 부재(7)는 가요성의 전선이어도 좋고, 가요성을 갖지 않는 로드 형상이 것이어도 좋고, 이들의 조합이어도 좋다. 또한, 복수의 가요성의 전선은 정리하여 1개의 케이블과 같이 이루어져 있어도 좋고, 정리되어 있지 않아도 좋다. 또한, 배선 부재(7)와 단자부(17)의 접속도 적절한 것으로 되어도 좋다. 예를 들면, 양자는 도전성의 접합재에 의해 접합되어도 좋다. 또한, 예를 들면 양자는 일방에 수나사가 형성되고, 타방에 암나사가 형성됨으로써, 나사결합 되어 있어도 좋다.
(히터의 제조 방법)
히터(1)의 제조 방법에 있어서는, 예를 들면 히터 플레이트(9), 파이프(11) 및 배선 부재(7) 등이 서로 별개로 제작된다. 그 후, 이들 부재가 서로 고정된다. 단, 히터 플레이트(9) 및 파이프(11)는 일부 또는 전부가 함께 제작되어도 좋다. 파이프(11) 및 배선 부재(7)의 제조 방법은, 예를 들면 공지의 각종 방법과 마찬가지로 되어도 좋다.
히터 플레이트(9)의 제조 방법은 볼록부(21)의 제작 방법을 제외하고는 공지의 각종 방법과 마찬가지로 되어도 좋다. 예를 들면, 저항 발열체(15)가 되는 도전 페이스트가 배치된 제 1 절연층(19A) 및 제 2 절연층(19B)이 되는 세라믹 그린 시트의 적층체를 소성해서 기체(13)를 제작해도 좋다. 또한, 저항 발열체(15)가 되는 코일과, 기체(13)가 되는 세라믹 원료 분말을 틀 내에 배치해서 가열 및 가압을 행하고(즉, 핫 프레싱법에 의해), 기체(13)를 제작해도 좋다.
계속해서, 단자부(17)를 삽입하기 위한 구멍을, 예를 들면 드릴 가공 등에 의해 형성한 후, 형성한 구멍에 단자부(17)를 삽입한다. 이 때, 단자부(17)의 선단에 백금 등의 도전성 재료의 페이스트를 미리 도포해 둔다. 계속해서, 단자부(17)가 부착된 기체(13)를 진공 중에서 열처리함으로써 도전성 재료를 소결시킨다. 이 때의 처리 온도는, 예를 들면 1250℃이다.
계속해서, 질화알루미늄을 주성분으로 하는 세라믹 부재(23)를 단자부(17)에 삽통시킨다. 이 때, 세라믹 부재(23)의 저면(21c)에 접합재(25)의 페이스트를 도포해 둔다. 접합재(25)의 페이스트는 산화알루미늄(Al2O3) 분말, 탄산칼슘(CaCO3) 분말, 산화이트륨(Y2O3) 분말의 각 분말에 바인더, 용매를 추가하여 페이스트 형상으로 한 것이다. 접합재(25)에 포함되는 각 분말의 조성은 Al의 산화알루미늄(Al2O3)환산에서의 함유량이 40질량% 이상 65질량% 이하, Ca의 산화칼슘(CaO) 환산에서의 함유량이 30질량% 이상 50질량% 이하, Y의 산화이트륨(Y2O3) 환산에서의 함유량이 5질량% 이상 15질량% 이하인 것이 바람직하다. 접합재(25)에 포함되는 각 분말의 조성은, 예를 들면 Al의 산화알루미늄(Al2O3) 환산에서의 함유량이 50질량%, Ca의 산화칼슘(CaO) 환산에서의 함유량이 40질량%, Y의 산화이트륨(Y2O3) 환산에서의 함유량이 10질량%이다.
계속해서, 기체(13) 및 세라믹 부재(23)를 진공 중에서 열처리한다. 이 때의 처리 온도는, 예를 들면 1550℃이다. 이것에 의해, 단자부(17)를 삽입하기 위한 구멍(관통 구멍(26) 등)과 단자부(17)의 간극에 접합재(25)가 모관 현상에 의해 들어가고, 이러한 간극이 접합재(25)(AlCaY)에 의해 밀봉된다. 여기서, AlCaY는, 예를 들면 Al, Ca, Y 중 적어도 1개와, O(산소)를 포함하는 화합물(예를 들면, Y2O3, Al3Y 5O12, Ca3Al10O18, CaAl12O19)이다.
(볼록부(21)와 기체(13)의 밀봉)
도 3a에 나타내는 바와 같이 볼록부(21)는 기체(13)와는 다른 부재인 세라믹 부재(23)로 이루어진다. 세라믹 부재(23)는 단자부(17)가 삽통되는 관통 구멍(26)을 갖는다.
기체(13)와 세라믹 부재(23)의 재질은 모두 세라믹이기 때문에, 기체(13)와 세라믹 부재(23)의 열팽창계수차가 작고, 세라믹 부재(23)의 열전도율을 기체(13)와 동등 이하로 억제할 수 있다. 그 결과, 세라믹 구조체로서의 히터(1)는 기체(13)의 상면(13a)을 더욱 효율적으로 가열할 수 있다.
세라믹 부재(23)는 하면(13b)에 접합재(25)에 의해 접합(밀봉)되어 있어도 좋다. 다른 표현에서는 세라믹 부재(23)는 하면(13b)과 접합재(25)를 개재해서 접합되어 있어도 좋다.
여기서 말하는 「접합」이란 볼록부(21)와 단자부(17)가 접합재에 의해 접합된 결과, 볼록부(21)와 단자부(17) 사이가 밀봉되어, 기밀성이 유지되고 있는 상태이다. 접합재(25)에 의한 「접합」은 결과적으로 「밀봉」이라고 하는 효과를 발생시킨다.
접합재(25)의 재료는 적당한 것으로 되어도 좋고, 예를 들면 일반적인 유리계 밀봉재여도 좋고, CaO-Al2O3-Y2O3계의 접합재가 사용되어도 좋다. 하면(13b)과 세라믹 부재(23) 사이에 접합재(25)를 개재시킴으로써, 접합재(25)가 축열해서 세라믹 부재(23) 내의 하면(13b)에 직교하는 방향으로 열을 전달하기 어렵게 할 수 있다. 이 때문에, 세라믹 구조체로서의 히터(1)는 기체(13)의 상면(13a)을 효율적으로 가열할 수 있다. 또한, 접합재(25)에 의해, 기체(13)와 세라믹 부재(23)의 기밀성을 향상시킬 수 있다.
(볼록부(21)와 단자부(17)의 밀봉)
도 3b에 나타내는 바와 같이 세라믹 부재(23)와 단자부(17)는 접합재(25)에 의해 접합되어 있어도 좋다. 세라믹 부재(23)와 단자부(17) 사이가 밀봉되어서 기밀성을 유지할 수 있기 때문에, 예를 들면 단자부(17)가 고온에서 산화성이 있는 기체(예를 들면, 산소 가스)에 노출되어도, 단자부(17)의 주위로부터 산소 가스가 들어가지 않기 때문에 저항 발열체(15)가 산화될 우려가 없다.
또한, 세라믹 부재(23)는 기체(13)의 하면(13b) 및 단자부(17)의 적어도 일방에 접합되어 있으면 좋다. 예를 들면, 도 3a에서는 세라믹 부재(23)가 기체(13)의 하면(13b)에만 접합되는 예를 나타내고, 도 3b에서는 세라믹 부재(23)가 기체(13)의 하면(13b) 및 단자부(17)의 양방에 접합되는 경우의 예를 나타냈다. 이것에 한정되지 않고, 예를 들면 세라믹 부재(23)는 단자부(17)에만 접합되어도 좋다. 이 점에 대해서는 후술한다.
히터에 있어서는 효율적으로 가열할 수 있고, 아울러 단자부의 기밀성을 향상시키는 것이 요망되는 경우가 있다. 이것에 대해, 본 실시형태에 의한 세라믹 구조체로서의 히터(1)는 기체(13)와, 내부 도체(저항 발열체(15))와, 단자부(17)를 갖고 있다. 기체(13)는 세라믹으로 이루어지고, 웨이퍼(Wf)가 겹쳐지는 상면(13a) 및 그 반대측의 하면(13b)을 갖고 있는 판 형상이다. 저항 발열체(15)는 기체(13) 내에 위치하고 있다. 단자부(17)는 저항 발열체(15)에 전기적으로 접속되어 있고, 적어도 일부가 기체(13) 내 및 볼록부(21)에 위치되어 있고, 볼록부(21)의 외부로 노출되어 있다. 볼록부(21)는 파이프(11)의 내부에 수납되어 있다. 또한, 볼록부(21)는 세라믹 부재(23)로 이루어지고, 세라믹 부재(23)에 형성된 관통 구멍(26)에 단자부(17)가 관통하고 있다. 그리고, 세라믹 부재(23)는 기체(13)의 하면(13b) 및 단자부(17)의 적어도 일방에 접합된다.
따라서, 예를 들면 저항 발열체(15)에서 발생된 열이 볼록부(21)의 축열 효과에 의해 하면(13b)측으로부터 파이프(11)측으로 전달되는 것이 방지된다. 그 결과, 기체(13)의 상면(13a)을 효율적으로 가열할 수 있다. 또한, 볼록부(21)와 단자부(17)가 접합(밀봉)되는 경우에는, 단자부(17)의 주위의 기밀성을 향상시킬 수 있다. 이것에 의해, 저항 발열체(15)의 부식이 방지되고, 장기간에 걸쳐 기체(13)의 상면(13a)이 온도 변화가 적은 히터(1)를 구성할 수 있다.
제 2 실시형태에 대해서 설명한다. 도 4a∼도 4c는 도 2의 A-A선에 있어서의 볼록부(21)와 단자부(17)의 단면의 일례를 나타내는 도면이다. 도 4a에 나타내는 바와 같이 볼록부(21)는, 하면(13b)에 평행한 면에서 단면으로 볼 때에, 윤곽이 직경(L)인 원이어도 좋다. 여기서 말하는 원의 형상은 엄밀하게 원일 필요는 없고, 대략 원 형상을 하고 있으면 좋다. 또한, 여기서 말하는 원에는 원의 윤곽의 일부가 부분적으로 결손되고, 결손된 부분이 직선 등으로 이루어지는 형상도 포함된다.
도 4b에 나타내는 바와 같이 볼록부(21)는 하면(13b)에 평행한 면에서 단면으로 볼 때에 윤곽이 사각형이어도 좋다. 여기서 말하는 사각형에는 사각형의 코너부가 곡선인 형상, 사각형의 코너부에 C면이 부착된 형상도 포함된다. 또한, 도시하지 않지만, 볼록부(21)는 하면(13b)에 평행한 면에서 단면으로 볼 때에, 윤곽이 사각형 이외의 다각형이어도 좋다.
도 4c에 나타내는 바와 같이 볼록부(21)는 하면(13b)에 평행한 면에서 단면으로 볼 때에, 윤곽이 타원이어도 좋다. 여기서 말하는 타원에는 곡률 반경이 다른 3개 이상의 볼록 곡선을 연결시켜 얻어지는 형상도 포함된다.
볼록부(21)의 윤곽이 원, 타원 또는 다각형 중 어느 하나로 이루어짐으로써, 저항 발열체(15)에서 발생해 볼록부(21)에서 축열된 열이 볼록부(21)로부터 균등하게 하측으로 전달되기 쉬워진다. 그 결과, 기체(13)의 상면(13a)을 더욱 효율적으로 가열할 수 있다.
또한, 도시하지 않지만, 하면(13b)에 평행한 면에서 볼록부(21) 단면으로 볼 때에, 볼록부(21)의 윤곽이 원의 윤곽의 일부, 다각형의 코너부를 포함하는 윤곽의 일부 및 타원의 윤곽의 일부 중, 어느 하나의 2개 이상의 윤곽의 일부의 조합으로 이루어지는 경우라도, 마찬가지로 기체(13)의 상면(13a)을 더욱 효율적으로 가열할 수 있다.
제 3 실시형태에 대해서 설명한다. 도 3에 나타내는 바와 같이 볼록부(21)의 두께는 일정한 값(T)이어도 좋다. 다른 관점에서는, 볼록부(21)의 최상면(21a)은 하면(13b)과 평행해도 좋다. 볼록부(21)의 두께가 일정한 경우, 저항 발열체(15)에서 발생된 열이 볼록부(21)에서 균일하게 축열되기 쉬워진다. 그 결과, 세라믹 구조체로서의 히터(1)는 기체(13)의 상면(13a)을 더욱 효율적으로 가열할 수 있다.
제 4 실시형태에 대해서 설명한다. 도 4a∼4c에 나타내는 단면의 윤곽 및 그 내측에 가상 직선으로 이루어지는 선분을 그었을 때에, 볼록부(21)는 두께(T)보다 선분의 길이의 최대값(L)이 크다. 도 4a의 경우, 볼록부(21)의 A-A 단면의 윤곽은 원이기 때문에, 선분 길이(L)는 가상 직선의 위치에 의하지 않고 일정하다. 도 4b의 경우에는 볼록부(21)의 A-A 단면의 윤곽은 사각형이기 때문에, 선분 길이(L)는 사각형의 내측을 통해 대향하는 정점끼리의 길이이다. 도 4c의 경우의 선분의 길이(L)는 타원의 곡률 반경이 작은 부분끼리를 연결하는 선분의 길이이다.
볼록부(21)의 두께(T)보다 선분의 길이의 최대값(L)이 큼으로써, 저항 발열체(15)에서 발생한 열이 볼록부(21)로 전달된 후, 최상면(21a)측 전체로 균일하게 축열되기 쉽다. 이 때문에, 세라믹 구조체로서의 히터(1)는 기체(13)의 상면(13a)을 더욱 효율적으로 가열할 수 있다.
L/T의 값은 2 이상이 바람직하고, 4 이상인 것이 더욱 바람직하다.
제 5 실시형태에 대해서 설명한다. 세라믹 부재(23)에 있어서의 칼슘의 산화칼슘 환산에서의 함유량은 0.03질량% 이하여도 좋다. 또한, 세라믹 부재(23)에 있어서의 이트륨의 산화이트륨 환산에서의 함유량은 0.3질량% 이하여도 좋다. 이러한 구성으로 함으로써, 세라믹 부재(23)에 크랙이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 이하, 이 점에 대해서 설명한다.
세라믹 부재(23)는 질화알루미늄을 주성분으로 한다. 질화알루미늄을 주성분으로 하는 세라믹스에는 소결 조제로서, 예를 들면 산화칼슘(CaO) 및 산화이트륨(Y2O3)이 사용되는 경우가 있다. 즉, 질화알루미늄을 주성분으로 하는 세라믹스에는 칼슘 및 이트륨이 함유되는 경우가 있다.
여기서, 세라믹 부재(23)의 내부에는 접합재(25) 중의 칼슘이 확산할 우려가 있다. 세라믹 부재(23)의 내부에 칼슘이 확산하면, 칼슘이 확산한 부분에 있어서 세라믹 부재(23)의 열팽창계수가 커진다. 이 결과, 세라믹 부재(23)의 열팽창계수와, 단자부(17)의 열팽창계수의 차가 커진다. 세라믹 부재(23)와 단자부(17)는 접합재(25)를 개재해서 접합되어 있기 때문에, 예를 들면 가열 및 냉각이 반복된 경우에, 단자부(17)와 세라믹 부재(23)의 열팽창차에 의해 세라믹 부재(23)에 열응력이 작용하여 세라믹 부재(23)에 크랙이 발생할 가능성이 높아진다.
이것에 대해, 세라믹 부재(23)에 함유되는 칼슘의 양을 적게 하면, 세라믹 부재(23)의 열팽창계수와 단자부(17)의 열팽창계수의 차를 작게 할 수 있다. 따라서, 가령 접합재(25) 중의 칼슘이 세라믹 부재(23)의 내부에 확산했다고 해도, 세라믹 부재(23)의 열팽창계수와 단자부(17)의 열팽창계수의 차가 지나치게 커지지 않도록 할 수 있다.
또한, 본원 발명자는 세라믹 부재(23) 중의 칼슘 함유량이 적을수록, 접합재(25)로부터 세라믹 부재(23)로의 칼슘의 확산이 억제되는 것을 확인하고 있다. 구체적으로는, EPMA(전자선 마이크로 애널라이저)를 이용하여, 산화칼슘을 0.2질량%정도, 산화이트륨을 3질량% 정도 함유하는 소결 조제를 이용하여 제조한 세라믹 부재(소결 조제가 있는 세라믹 부재)와, 소결 조제를 사용하지 않고 제조한 세라믹 부재(소결 조제가 없는 세라믹 부재)에서 접합재(25)로부터의 칼슘의 확산의 정도를 비교한 결과, 소결 조제가 없는 세라믹 부재의 쪽이 명확하게 칼슘의 확산이 적은 것을 확인하고 있다. 즉, 세라믹 부재(23)에 함유되는 칼슘의 양을 적게 함으로써 접합재(25) 중의 칼슘의 세라믹 부재(23) 내부에의 확산 자체를 억제할 수 있다.
이와 같이, 세라믹 부재(23)에 함유되는 칼슘의 양을 적게 함으로써 세라믹 부재(23)에 크랙이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 구체적으로는, 세라믹 부재(23)에 있어서의 칼슘의 산화칼슘 환산에서의 함유량을 0.03질량% 이하로 하는 것이 바람직하다.
제 6 실시형태에 대해서 설명한다. 세라믹 부재(23)는 기체(13)와 같은 재질의 세라믹으로 이루어져 있어도 좋다. 세라믹 부재(23)와 기체(13)가 같은 재질의 세라믹으로 이루어지는 경우, 기체(13)와 세라믹 부재(23)의 열팽창계수를 일치 또는 대략 일치시킬 수 있다. 이 때문에, 세라믹 구조체로서의 히터(1)는 기체(13)의 상면(13a)을 효율적으로 가열할 수 있음과 아울러, 기체(13)와 세라믹 부재(23)의 열팽창차를 완화하고, 기체(13) 또는 세라믹 부재(23)에 크랙이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
제 7 실시형태에 대해서 설명한다. 접합재(25)는 기체(13)의 주성분을 구성하는 금속 원소(A)와, 기체(13)에 포함되는 소결 조제를 구성하는 금속 원소(B)를 포함하고 있어도 좋다. 이 경우, 금속 원소(A) 및 금속 원소(B)의 합계는 접합재(25)의 주성분을 구성한다.
이러한 구성에 의해, 세라믹 구조체로서의 히터(1)는 기체(13)의 상면(13a)을 효율적으로 가열할 수 있음과 아울러, 기체(13)와 세라믹 부재(23)의 접합 강도를 향상시킬 수 있다.
제 8 실시형태에 대해서 설명한다. 금속 원소(A)는 Al이어도 좋다. 또한, 금속 원소(B)는 Y, Ca이어도 좋다. 이것에 의해, 세라믹 구조체로서의 히터(1)는 기체(13)의 상면(13a)을 효율적으로 가열할 수 있음과 아울러, 기체(13) 및 세라믹 부재(23)의 내식성을 향상시킬 수 있다.
제 9 실시형태에 대해서 설명한다. 금속 원소(A)가 알루미늄(Al)인 경우, 기체(13) 및 세라믹 부재(23)의 주성분은 질화알루미늄(AlN)으로 이루어져 있어도 좋다. 금속 원소(B)는 이트륨(Y), 칼슘(Ca)으로 이루어져 있어도 좋다. 금속 원소(A) 및 금속 원소(B)를 이들 금속 원소에 설정함으로써, 기체(13)의 상면(13a)을 효율적으로 가열할 수 있음과 아울러, 기체(13)와 세라믹 부재(23)의 접합 강도를 향상시킬 수 있다.
제 10 실시형태에 대해서 설명한다. 도 5a는 도 3a의 구조에 대하여, 기체(13)의 세라믹 부재(23)와 대향하는 표면부(13c)를 추가한 것이다. 표면부(13c)란 세라믹 부재(23)와 대향하는 기체(13)의 부분 중, 하면(13b)으로부터 깊이 100㎛까지의 범위를 말한다. 기체(13)의 세라믹 부재(23)와 대향하는 표면부(13c)의 금속 원소(B)의 함유량은 기체(13)의 내부의 상기 금속 원소(B)의 함유량보다 많다. 이것에 의해, 세라믹 구조체로서의 히터(1)는 기체(13)의 상면(13a)을 효율적으로 가열할 수 있음과 아울러, 기체(13)와 세라믹 부재(23)의 접합 강도를 향상시킬 수 있다.
제 11 실시형태에 대해서 설명한다. 도 5b는 도 3a의 구조에 대하여, 기체(13)의 단자부(17)와 대향하는 표면부(13d)를 추가한 것이다. 표면부(13d)란 단자부(17)와 대향하는 기체(13)의 부분 중, 단자부(17)로부터 깊이 100㎛까지의 범위를 말한다. 기체(13)의 단자부(17)와 대향하는 표면부(13d)의 금속 원소(B)의 함유량은 기체(13)의 내부의 상기 금속 원소(B)의 함유량보다 많다. 이것에 의해, 세라믹 구조체로서의 히터(1)는 기체(13)의 상면(13a)을 효율적으로 가열할 수 있음과 아울러, 기체(13)와 세라믹 부재(23)의 접합 강도를 향상시킬 수 있다. 또한, 표면부(13c)의 일부와 표면부(13d)의 일부는 겹치는 경우가 있다.
제 12 실시형태에 대해서 설명한다. 도 3b, 도 6a, 도 7에 나타내는 바와 같이, 접합재(25)는 세라믹 부재(23)와 단자부(17) 사이에도 형성되어도 좋다. 이것에 의해, 세라믹 구조체로서의 히터(1)는 기체(13)의 상면(13a)을 효율적으로 가열할 수 있음과 아울러, 기체(13)와 세라믹 부재(23) 사이의 기밀성을 향상시킬 수 있다.
제 13 실시형태에 대해서 설명한다. 도 6a에 나타내는 바와 같이, 접합재(25)는 세라믹 부재(23)와 기체(13)의 접합 부분의 종단으로부터 연장된 제 1 연장부(25a)를 갖는다. 이것에 의해, 세라믹 구조체로서의 히터(1)는 기체(13)의 상면(13a)을 효율적으로 가열할 수 있음과 아울러, 기체(13)와 세라믹 부재(23) 사이의 기밀성을 향상시킬 수 있다.
도 6b는 도 6a의 일부의 확대 단면도이다. 제 1 연장부(25a)의 표면(25as)은 오목 형상이다. 제 1 연장부(25a)의 표면(25as)이 오목 형상임으로써, 접합재(25)에 크랙이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
도 6c는 도 6a의 일부의 확대 단면도이다. 제 2 연장부(25b)의 표면(25bs)은 오목 형상이다. 을 갖는다. 제 2 연장부(25b)의 표면(25bs)이 오목 형상인 경우에는, 단자부(17)의 주위의 밀봉 효과가 향상된다.
제 14 실시형태에 대해서 설명한다. 도 6a에 나타낸 바와 같이, 접합재(25)는 단자부(17)와 세라믹 부재(23)의 접합 부분의 종단으로부터 연장된 제 2 연장부(25b)를 갖는다. 이것에 의해, 세라믹 구조체로서의 히터(1)는 기체(13)의 상면(13a)을 효율적으로 가열할 수 있음과 아울러, 기체(13)와 세라믹 부재(23) 사이의 기밀성을 향상시킬 수 있다.
제 15 실시형태에 대해서 설명한다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 세라믹 구조체로서의 히터(1)는 단자부(17)의 기체(13) 내에 위치하는 부분의 단부측에 있어서, 기체(13)와 단자부(17) 사이에 금속층(27)을 갖는다. 금속층(27)의 재질은 W, Mo, Pt, Ni 중 어느 하나가 바람직하고, Pt가 특히 바람직하다. 이러한 구조에 의해, 세라믹 구조체로서의 히터(1)는 기체(13)의 상면(13a)을 효율적으로 가열할 수 있음과 아울러, 기체(13)와 단자부(17)의 접합 강도를 향상시킬 수 있다. 도 7과 같이 접합재(25)와 금속층(27)이 접하고 있음으로써, 기체(13)와 단자부(17) 사이의 기밀성을 향상시킬 수 있다.
또한, 도시하지 않지만, 접합재(25)와 금속층(27)이 접하고 있는 경우, 접합재(25)와 금속층(27)이 혼재하는 층이 있는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 접합재(25)와 금속층(27)의 열팽창차가 저감되기 때문에, 기체(13)의 상면(13a)을 효율적으로 가열할 수 있음과 아울러, 기체(13)와 단자부(17) 사이의 기밀성을 향상시킬 수 있다.
제 16 실시형태에 대해서 설명한다. 세라믹 구조체로서의 히터(1)는 세라믹 부재(23)를 관통하는 3개 이상의 단자부(17)가 형성되어 있어도 좋다. 도 8에서는 세라믹 부재(23)를 관통하는 단자부(17)가 4개 도시되어 있다. 세라믹 부재(23)를 관통하는 3개 이상의 단자부(17)가 있음으로써, 세라믹 구조체로서의 히터(1)는 세라믹 구조체로서의 히터(1)의 설계의 자유도를 향상시킬 수 있다. 또한, 3개 이상의 단자부(17)가 세라믹 부재(23)에 의해 구속된 상태에서, 세라믹 부재(23)가 기체(13)에 접합되기 때문에 기체(13)의 상면(13a)을 효율적으로 가열할 수 있음과 아울러, 기체(13)와 세라믹 부재(23)의 접합의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
제 17 실시형태에 대해서 설명한다. 도 9에 나타내는 바와 같이 세라믹 구조체로서의 히터(1)는 기체(13)의 하면(13b)에 오목부(29)가 형성되어 있고, 오목부(29)의 저면(29a)에 세라믹 부재(23)가 접합되어 있다. 도 9에 있어서의 볼록부(21)는 세라믹 부재(23)의 일부에 의해 구성되어 있다. 볼록부(21)는 하면(13b)으로부터 최상면(21a)까지의 사이에 돌출되어 있는 세라믹 부재(23)의 부분으로 구성된다. 세라믹 부재(23)의 저면(21c)이 기체(13)의 오목부(29)의 저면(29a)과 접합하고 있음으로써, 세라믹 부재(23) 및 단자부(17)의 변형이 억제된다. 또한, 오목부(29)의 저면에서 단자부(17)의 측면의 일부가 접합재(25)로 접합되어 있기 때문에 단자부(17)의 기밀성을 유지할 수 있다.
이들 결과, 세라믹 구조체로서의 히터(1)는 기체(13)의 상면(13a)을 효율적으로 가열할 수 있음과 아울러, 기체(13)와 세라믹 부재(23)의 접합(밀봉)의 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다.
제 18 실시형태에 대해서 설명한다. 도 9에 나타내는 바와 같이 세라믹 구조체로서의 히터(1)는 오목부(29)의 저면(29a) 및 측면(27b)에 세라믹 부재(23)가 접합재(25)를 개재해서 접합되어 있다. 접합재(25)는 저면(29a)의 전체 또는 일부, 측면(27b)의 전체 또는 일부에 각각 존재하고 있으면 좋다. 이러한 구조에 의해, 세라믹 부재(23)의 저면(21c) 및 측면(21b)이 접합재(25)를 개재해서 기체(13)의 오목부(29)의 저면(29a) 및 측면(27b)에 의해 구속되므로, 세라믹 부재(23) 및 단자부(17)의 변형이 억제된다. 그 결과, 세라믹 구조체로서의 히터(1)는 기체(13)의 상면(13a)을 효율적으로 가열할 수 있음과 아울러, 기체(13)와 세라믹 부재(23)의 접합(밀봉)의 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다.
제 19 실시형태에 대해서 설명한다. 도 10은 다른 실시형태에 의한 히터의 영역(III)에 있어서의 확대 단면도이다. 도 10에 나타내는 바와 같이 세라믹 부재(23)의 단면 형상은 기체(13)의 하면(13b)에 대향하는 저면(21c)으로부터 최상면(21a)을 향해서 점차 폭이 좁아지는 역사다리꼴 형상이어도 좋다. 환언하면, 세라믹 부재(23)는 기체(13)의 하면(13b)에 평행한 방향의 단면의 면적이 볼록부(21)의 최상면(21a)의 면적보다 넓어도 좋다. 이러한 구성에 의하면, 단자부(17)의 개방 단측으로 방열되는 열량을 억제하면서, 방열량이 전체적으로 균일해진다. 따라서, 기체(13)의 상면(13a)을 더욱 효율적으로 가열할 수 있다.
또한, 세라믹 부재(23)의 측면(21b)을 기체(13)의 하면(13b)에 대하여 경사시킴으로써 기체(13)에 크랙을 생기게 하기 어렵게 할 수 있다. 즉, 예를 들면 제조 공정에 있어서, 기체(13)의 하면(13b)에 세라믹 부재(23)를 접합재(25)에 의해 접합한 후, 이들을 열처리했을 때에, 기체(13)에 있어서의 세라믹 부재(23)의 접합 개소에 크랙이 생길 우려가 있다. 구체적으로는, 세라믹 부재(23)의 저면(21c)의 둘레 가장자리부와의 접합 개소(13e)에 있어서 기체(13)에 크랙이 생기기 쉽다. 이 이유로서는, 밀려나온 접합재(25)(제 1 연장부(25a))의 영향에 의해 접합 개소(13e)에 응력이 집중되는 것으로 생각된다.
이것에 대해, 세라믹 부재(23)의 측면(21b)을 기체(13)의 하면(13b)에 대하여 경사시킨 경우, 밀려나온 접합재(25)(제 1 연장부(25a))가 측면(21b)을 따라 넓어짐으로써 측면(21b)을 경사시키지 않는 경우와 비교해서, 접합 개소(13e)의 근방에 있어서의 접합재(25)의 양이 적어진다. 이것에 의해, 접합 개소(13e)에 있어서의 응력 집중이 억제됨으로써 기체(13)에 크랙이 발생하는 것이 억제된다.
또한, 제 1 연장부(25a)가 오목면인 경우, 제 1 연장부(25a)에 작용하는 응력이 작아지기 때문에 제 1 연장부(25a)를 기점으로 해서 접합재(25)에 크랙이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 결과적으로, 접합재(25)에 의해, 기체(13)와 세라믹 부재(23)의 기밀성을 향상시킬 수 있다.
기체(13)의 하면(13b)과 세라믹 부재(23)의 측면(21b)이 이루는 각(θ)은, 예를 들면, 100° 이상 150° 이하여도 좋다.
또한, 도 10에 나타내는 세라믹 부재(23)는 기체(13)의 하면(13b)에 평행한 단면적이 세라믹 부재(23)의 두께 방향에 의해 변화된다. 이 경우라도, 세라믹 부재(23)는 각 단면에 있어서, 단면의 윤곽 및 그 내측이 가상 직선으로 이루어지는 선분을 그었을 때에, 두께(T)보다 선분의 길이의 최대값이 큰 것이 바람직하다.
제 20 실시형태에 대해서 설명한다. 도 11은 다른 실시형태에 의한 히터의 영역(III)에 있어서의 확대 단면도이다. 도 11에 나타내는 바와 같이 세라믹 부재(23)의 측면(21b)은, 기체(13)의 하면(13b)에 가까운 제 1 단(저면(21c)측의 단부)을 포함하는 일부의 영역만이 경사져 있어도 좋다. 여기서는, 세라믹 부재(23)의 측면(21b)의 일부(경사부)가 세라믹 부재(23)의 저면(21c)을 향해서 점차 폭이 좁아지는 경우의 예를 나타내고 있다. 즉, 여기서는 기체(13)의 하면(13b)과 세라믹 부재(23)의 측면(21b)의 경사부가 이루는 각(θ)이 예각인 경우의 예를 나타내고 있다.
이 경우에 있어서도, 밀려나온 접합재(25)(제 1 연장부(25a))가 측면(21b)을 따라 넓어짐으로써 측면(21b)을 경사시키지 않는 경우와 비교해서, 접합 개소(13e)의 근방에 있어서의 접합재(25)의 양이 적어진다. 이것에 의해, 접합 개소(13e)에 있어서의 응력 집중이 억제됨으로써 기체(13)에 크랙이 발생하는 것이 억제된다.
이와 같이, 세라믹 부재(23)의 측면(21b)은 기체(13)의 하면(13b)에 가까운 제 1 단을 포함하는 적어도 일부의 영역에 있어서, 기체(13)의 하면(13b)에 대하여 경사져 있어도 좋다.
제 21 실시형태에 대해서 설명한다. 도 12는 다른 실시형태에 의한 히터의 영역(III)에 있어서의 확대 단면도이다. 도 12에 나타내는 바와 같이 세라믹 부재(23)는 최상면(21a)에 있어서의 각 관통 구멍(26)의 주위에 오목부(23a)를 갖고 있어도 좋다. 이 경우, 제 2 연장부(25b)는 오목부(23a) 내에 위치되어 있어도 좋다.
이 구성에 의하면, 제 2 연장부(25b)에 있어서의 세라믹 부재(23)와 단자부(17)의 접합 면적이 증가되기 때문에, 세라믹 부재(23)와 단자부(17)의 기밀성을 더욱 향상시킬 수 있다. 나아가서는, 기체(13)와 세라믹 부재(23)의 기밀성을 더욱 향상시킬 수 있다.
제 22 실시형태에 대해서 설명한다. 도 13은 다른 실시형태에 의한 히터의 영역(III)에 있어서의 확대 단면도이다. 도 13에 나타내는 바와 같이 오목부(23a)는 복수의 관통 구멍(26) 중 적어도 2개를 둘러싸도 좋다. 도 13에서는 세라믹 부재(23)가 2개의 관통 구멍(26)을 갖고 있으며, 오목부(23a)가 이들 2개의 관통 구멍(26)을 둘러싸도록 형성되는 경우의 예를 나타내고 있다. 이 경우, 제 2 연장부(25b)는 오목부(23a) 내에 위치되어 있어도 좋다.
이러한 구성에 의하면, 제 2 연장부(25b)에 있어서의 세라믹 부재(23)와 단자부(17)의 접합 면적이 더욱 증가하기 때문에, 세라믹 부재(23)와 단자부(17)의 기밀성을 더욱 향상시킬 수 있다. 나아가서는, 기체(13)와 세라믹 부재(23)의 기밀성을 더욱 향상시킬 수 있다.
제 23 실시형태에 대해서 설명한다. 도 14는 다른 실시형태에 의한 히터의 영역(III)에 있어서의 확대 단면도이다. 도 14에 나타내는 바와 같이 단자부(17)는 볼록부(21)의 최상면(21a)으로부터 노출되어 있는 부분의 지름(단면적)이 볼록부(21)에 매설되어 있는 부분의 지름(단면적)보다 작아도 좋다. 이 경우, 제 2 연장부(25b)는 단자부(17)에 있어서의 대경 부분 및 소경 부분 사이의 단차면과 세라믹 부재(23)의 최상면(21a)에 걸치도록 위치되어 있어도 좋다.
이러한 구성에 의하면, 제 2 연장부(25b)에 있어서의 세라믹 부재(23)와 단자부(17)의 접합 면적이 더욱 증가하기 때문에 세라믹 부재(23)와 단자부(17)의 기밀성을 더욱 향상시킬 수 있다. 나아가서는, 기체(13)와 세라믹 부재(23)의 기밀성을 더욱 향상시킬 수 있다.
제 24 실시형태에 대해서 설명한다. 도 15는 다른 실시형태에 의한 히터의 영역(III)에 있어서의 확대 단면도이다. 도 15에 나타내는 바와 같이 단자부(17)에 있어서의 대경 부분 및 소경 부분 사이의 단차면은 볼록부(21)에 매설되어 있어도 좋다. 환언하면, 단자부(17)에 있어서의 대경 부분 및 소경 부분 사이의 단차면은 관통 구멍(26)의 내부에 위치되어 있어도 좋다. 이 경우도 마찬가지로, 세라믹 부재(23)와 단자부(17)의 기밀성을 더욱 향상시킬 수 있고, 나아가서는 기체(13)와 세라믹 부재(23)의 기밀성을 더욱 향상시킬 수 있다.
제 25 실시형태에 대해서 설명한다. 도 16a는 다른 실시형태에 의한 히터의 영역(III)의 최상면도이다. 또한, 도 16b는 다른 실시형태에 의한 히터의 영역(III)의 측면도이다. 또한, 도 16a 및 도 16b에서는 접합재(25) 등을 생략해서 나타내고 있다.
도 16a 및 도 16b에 나타내는 바와 같이 세라믹 부재(23)의 최상면(21a)에 형성되는 오목부(23a)는 양단이 세라믹 부재(23)의 바깥 가장자리에 위치하는 홈 형상을 갖고 있어도 좋다. 여기서는, 오목부(23a)가 제 1 단부로부터 제 2 단부에 걸쳐서 직선 형상으로 연장되는 홈 형상을 갖는 경우의 예를 나타내고 있다.
제 26 실시형태에 대해서 설명한다. 도 17은 다른 실시형태에 의한 히터의 영역(III)에 있어서의 확대 단면도이다. 도 17에 나타내는 바와 같이 볼록부(21)는 접합재(25)를 통하지 않고 기체(13)와 접합되어도 좋다. 이 경우, 볼록부(21)는 예를 들면, 고상 접합에 의해 기체(13)와 접합되어도 좋다. 또한, 볼록부(21)는 확산접합에 의해 기체(13)와 접합되어도 좋다.
제 27 실시형태에 대해서 설명한다. 도 18은 다른 실시형태에 의한 히터의 영역(III)에 있어서의 확대 단면도이다. 도 18에 나타내는 바와 같이 볼록부(21)는 기체(13)와 일체적으로 형성되어도 좋다. 이 경우, 세라믹 부재(23)와 단자부(17)는 접합재(25)에 의해 접합되어 있어도 좋다. 세라믹 부재(23)와 단자부(17) 사이가 밀봉되어서 기밀성을 유지할 수 있기 때문에, 예를 들면 단자부(17)가 고온에서 산화성이 있는 기체(예를 들면, 산소 가스)에 노출되어도, 단자부(17)의 주위로부터 산소 가스가 들어가지 않기 때문에 저항 발열체(15)가 산화될 우려가 없다.
제 2 실시형태로부터 제 25 실시형태까지의 세라믹 구조체로서의 히터의 제조 방법은 기본적으로는 제 1 실시형태의 히터의 제조 방법과 마찬가지로 되어도 좋다.
제 26 실시형태에 의한 히터는 볼록부(21)가 기체(13)와 접합재(25)를 통하지 않고 접합되는 점에서 제 1 실시형태에 의한 히터의 제조 방법과 다르다. 제 26 실시형태에 의한 히터를 제조하기 위해서는 관통 구멍(26)을 갖는 세라믹 부재(23)를 제작하고, 작성한 세라믹 부재(23)를 기체(13)의 하면(13b)에 접합하고, 세라믹 부재(23)의 관통 구멍(26)에 단자부(17)를 관통시키면 좋다. 볼록부(21)와 하면(13b)을, 접합재(25)를 통하지 않고 접합하는 방법으로서는, 예를 들면 고상 접합 또는 확산 접합을 사용하면 좋다.
제 27 실시형태에 의한 히터는 볼록부(21)가 기체(13)와 일체적으로 형성되는 점에서, 제 1 실시형태에 의한 히터의 제조 방법과 다르다. 제 27 실시형태에 의한 히터를 제조하기 위해서는 제 2 절연층(19B)(도 1 참조)을 제작할 때에, 제 2 절연층(19B)과 일체적으로 볼록부(21)를 형성하면 좋다. 또한, 관통 구멍(26)에 단자부(17)를 관통시킬 때, 관통 구멍(26)에 접합재(25)의 페이스트를 도포해 둔다. 이것에 의해, 단자부(17)를 관통 구멍(26)에 삽통시킨 후, 진공 중에서 열처리함으로써 접합재(25)와 단자부(17)의 간극이 접합재(25)에 의해 밀봉된다.
제 2 실시형태로부터 제 5 실시형태까지의 세라믹 구조체로서의 히터의 제조 방법은 볼록부의 형상을 실시형태에 맞춰서 제조하면 좋으므로, 설명은 생략한다. 제 6 실시형태로부터 제 18 실시형태까지의 세라믹 구조체로서의 히터의 제조 방법을 이하에 설명한다.
단, 제 1 실시형태의 세라믹 구조체의 제조 방법 등과 중복하는 내용에 대해서는 설명을 생략하는 경우가 있다. 또한, 이후에 기재한 실시형태에 의한 히터의 제조 방법 중, 먼저 기재한 실시형태에 의한 히터의 제조 방법과 중복되는 내용은 특별히 기재한 경우를 제외하고 생략한다.
제 6 실시형태에 의한 히터를 제조하기 위해서는 기체(13)와 세라믹 부재(23)의 재질을 동일하게 해서 제조하면 좋다.
제 7 실시형태에 의한 히터를 제조하기 위해서는 접합재(25)가 기체(13)의 주성분을 구성하는 금속 원소(A)와, 기체(13)에 포함되는 소결 조제를 구성하는 금속 원소(B)를 포함하고, 상기 금속 원소(A) 및 상기 금속 원소(B)의 합계가 접합재(25)의 주성분을 구성하도록 제조하면 좋다.
제 8 실시형태에 의한 히터를 제조하기 위해서는 기체(13)의 주성분을 구성하는 금속 원소(A)가 Al이며, 기체(13)에 포함되는 소결 조제를 구성하는 금속 원소(B)가 Y, Ca인 기체를 이용하여 제조하면 좋다.
제 9 실시형태에 의한 히터를 제조하기 위해서는 기체(13)와 세라믹 부재(23)의 주성분을 질화알루미늄(AlN)으로 하고, 기체(13)(AlN)의 소결 조제를 구성하는 금속 원소(B)를 이트륨(Y), 칼슘(Ca)으로 해서 제조하면 좋다.
제 10 실시형태에 의한 히터를 제조하기 위해서는 표면부(13c)를 구성하는 부분의 금속 원소(B)의 함유량이 기체(13)의 내부의 상기 금속 원소(B)의 함유량보다 많은 기체(13)를 사용해서 제조한다. 구체적으로는, 복수의 미소성의 세라믹 생 시트를 적층할 때에, 소성 후에 표면부(13c)를 구성하는 부분의 금속 원소(B)의 함유량이 기체(13)의 내부의 상기 금속 원소(B)의 함유량보다 많아지도록 적층해서 일체화한 후, 소성하면 좋다.
제 11 실시형태에 의한 히터를 제조하기 위해서는 기체(13)의 단자부(17)와 대향하는 표면부(13d)의 금속 원소(B)의 함유량을 기체(13)의 내부의 상기 금속 원소(B)의 함유량보다 많게 해서 제조하면 좋다. 구체적으로는, 복수의 미소성의 세라믹 생시트를 적층할 때에, 소성 후에 표면부(13d)를 구성하는 부분의 금속 원소(B)의 함유량이 기체(13)의 내부의 상기 금속 원소(B)의 함유량보다 많아지도록 적층해서 일체화한 후, 소성하면 좋다.
제 12 실시형태에 의한 히터를 제조하기 위해서는 단자부(17)와 세라믹 부재(23) 사이에 접합재(25)를 도포 등에 의해 형성하고, 가열해서 단자부(17)와 세라믹 부재(23)를 접합해서 제조하면 좋다.
제 13 실시형태에 의한 히터를 제조하기 위해서는 접합재(25)를 도포할 때에, 아울러 제 1 연장부(25a)에도 접합재를 형성하도록 하면 좋다.
제 14 실시형태에 의한 히터를 제조하기 위해서는, 아울러 제 2 연장부(25b)에도 접합재를 형성하도록 하면 좋다.
제 15 실시형태에 의한 히터를 제조하기 위해서는, 단자부(17)의 기체(13) 내에 위치하는 부분의 단부측에 금속층(27)을 형성하는 것이 되는 페이스트를 도포등에 의해 형성한 후, 금속층(27)의 페이스트를 저항 발열체(15)에 접촉시킨 상태에서 가열해서 금속층(27)을 용융하고, 기체(13)와 단자부(17) 사이에 금속층(27)을 형성하면 좋다.
제 16 실시형태에 의한 히터를 제조하기 위해서는, 세라믹 부재(23)에 관통 구멍을 2개 이상 생성하고, 이들 각 관통 구멍에 단자부(17)를 삽입해서 제조하면 좋다.
제 17 실시형태에 의한 히터의 제조 방법은 다음과 같다. 기체(13)의 오목부(29)의 깊이보다 두껍고, 또한 오목부(29)에 삽입할 수 있는 형상으로 이루어지는 세라믹 부재(23)를 준비한다. 기체(13)의 하면(13b)에 오목부(29)를 절삭 가공 등에 의해 형성한다. 오목부(29)의 저면(29a)에 접하도록, 오목부(29) 내에 세라믹 부재(23)를 삽입한다. 그 후, 핫 프레싱에 의해, 세라믹 부재(23)를 오목부(29)의 저면(29a)에 대하여 가압되는 상태에서 가열하고, 확산 접합한다.
제 18 실시형태에 의한 히터의 제조 방법은 다음과 같다. 오목부(29)의 저면(29a) 및 측면(27b)에 접합재(25)를 도포 등에 의해 형성하고, 오목부(29) 내에 세라믹 부재(23)를 삽입한다. 그 후, 가열하고, 오목부(29)와 세라믹 부재(23)와 접합재(25)를 개재해서 접합한다.
제 19∼제 22 실시형태, 제 24 실시형태 및 제 25 실시형태에 의한 히터의 제조 방법은 볼록부(21)의 형상을 실시형태에 맞춰서 제조하면 좋다. 예를 들면, 제 19 실시형태 및 제 20 실시형태에 의한 볼록부(21)는 측면(21b)의 형상이 제 1실시형태에 의한 볼록부(21)와 다르다. 이 형상은, 예를 들면 세라믹 그린 시트의 적층체를 소성한 후, 소성체의 측면을 절삭 가공함으로써 얻을 수 있다. 또한, 제21 실시형태, 제 22 실시형태 및 제 25 실시형태에 의한 볼록부(21)는 볼록부(21)의 최상면(21a)에 오목부(23a)를 갖는 점이 제 1 실시형태에 의한 볼록부(21)와 다르다. 이 형상은, 예를 들면 세라믹 그린 시트의 적층체를 소성한 후, 소성체의 최상면을 절삭 가공함으로써 얻을 수 있다.
제 23 실시형태에 의한 히터를 제조하기 위해서는, 대경 부분과 소경 부분을 갖는 단자부(17)를 준비하고, 대경 부분과 소경 부분의 단차면이 하면(21a)과 동일 높이 면에 위치할 때까지 단자부(17)를 관통 구멍(26)에 삽통시키면 좋다. 또한, 제 24 실시형태에 의한 히터를 제조하기 위해서는 대경 부분과 소경 부분을 갖는 단자부(17)를 준비하고, 대경 부분과 소경 부분의 단차면이 관통 구멍(26)의 내부에 위치할 때까지 단자부(17)를 관통 구멍(26)에 삽통시키면 좋다.
또한, 제 19∼제 24 실시형태에 의한 히터를 제조하기 위해서는, 접합재(25)를 도포할 때에, 연장부(제 1 연장부(25a), 제 2 연장부(25b))에도 접합재를 형성하도록 하면 좋다.
본 개시에 의한 히터는 이상의 실시형태에 한정되지 않고, 다양한 형태에서 실시되어도 좋다. 실시형태에서는 세라믹 구조체로서, 가열 기능을 갖는 세라믹 히터를 예로 들었다. 단, 세라믹 구조체는 다른 기능을 갖는 것이어도 좋다. 예를 들면, 세라믹 구조체는 정전척, 또는 플라즈마 발생용의 구조체여도 좋고, 이들 및 히터의 2개 이상의 조합으로서 기능하는 것이라도 좋다.
환언하면, 내부 도체는 실시형태에서는 가열용의 저항 발열체였지만, 다른 용도의 도체여도 좋고, 예를 들면 정전척용의 전극, 또는 플라즈마 발생용의 전극이어도 좋다. 세라믹 구조체는 이들 전극 및 저항 발열체의 1개, 또는 2개 이상의 조합을 갖고 있어도 좋다. 내부 도체는, 예를 들면 전체적으로 기체의 상면을 따라 넓어져 있는(상방에 면하고 있다) 것이라고 할 수 있는 형상을 갖고 있는 도체이다. 또한, 예를 들면 평면으로 볼 때에 있어서 내부 도체 전체를 둘러싸는 최소의 볼록 곡선을 가정했을 때에, 상기 볼록 곡선에 의해 둘러싸인 영역은 기체의 상면의 6할 이상 또는 8할 이상을 차지한다.
1: 히터(세라믹 구조체) 3: 전력 공급부
5: 제어부 7: 배선 부재
9: 히터 플레이트 11: 파이프
11s: 공간 13: 기체
13a: 상면 13b: 하면
13c, 13d: 금속 원소(B)의 함유량이 많은 영역
15: 저항 발열체(내부 도체) 17: 단자부
19A: 제 1 절연층 19B: 제 2 절연층
21: 볼록부 21a: 최상면
2lb: 측면 21c: 저면
23: 세라믹 부재 25: 접합재
25a, 25b: 연장부 27: 오목부
27a: 저면 27b: 측면
101: 히터 시스템 T: 두께
L: 선분

Claims (20)

  1. 세라믹으로 이루어지고, 웨이퍼가 겹쳐지는 상면 및 그 반대측의 하면을 갖고 있는 판 형상의 기체와,
    상기 기체 내에 위치하는 내부 도체와,
    상기 기체의 상기 하면에 형성된 볼록부와,
    상기 내부 도체에 전기적으로 접속되어 있고, 적어도 일부가 상기 기체 내 및 상기 볼록부 내에 위치하고 있고, 상기 볼록부의 외부로 노출되어 있는 단자부를 갖고 있고,
    상기 볼록부는 세라믹 부재로 이루어지고, 상기 세라믹 부재에 형성된 관통 구멍에 상기 단자부가 관통하고 있고,
    상기 세라믹 부재는 상기 하면 및 상기 단자부의 적어도 일방에 접합되는 세라믹 구조체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 볼록부는 상기 하면에 평행한 단면에 있어서의 윤곽이 원, 타원 또는 다각형 중 어느 하나로 이루어지는 세라믹 구조체.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 윤곽 및 그 내측에 가상 직선으로 이루어지는 선분을 그었을 때에, 상기 선분의 길이의 최대값은 상기 볼록부의 두께보다 큰 세라믹 구조체.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하면에 평행한 방향의 단면의 면적은 상기 볼록부의 최상면의 면적보다 넓은 세라믹 구조체.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 세라믹 부재의 측면은 상기 하면에 가까운 제 1 단을 포함하는 적어도 일부의 영역에 있어서, 상기 하면에 대하여 경사져 있는 세라믹 구조체.
  6. 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세라믹 부재는 상기 볼록부의 최상면에 있어서의 상기 관통 구멍의 주위에 오목부를 갖는 세라믹 구조체.
  7. 제 6 항에 있어서,
    복수의 상기 단자부를 갖고,
    상기 세라믹 부재는 복수의 상기 관통 구멍을 갖고,
    상기 오목부는 복수의 상기 관통 구멍 중 적어도 2개를 둘러싸는 세라믹 구조체.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 오목부는 양단이 상기 세라믹 부재의 바깥 가장자리에 위치하는 홈 형상을 갖는 세라믹 구조체.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세라믹 부재는 상기 하면 및 상기 단자부의 적어도 일방에 대하여 접합재를 개재해서 접합되는 세라믹 구조체.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 접합재는 상기 기체의 주성분을 구성하는 금속 원소(A)와, 상기 기체에 포함되는 소결 조제를 구성하는 금속 원소(B)를 포함하고, 상기 금속 원소(A) 및 상기 금속 원소(B)의 합계는 상기 접합재의 주성분을 구성하는 세라믹 구조체.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 금속 원소(A)는 Al이고, 상기 금속 원소(B)는 Y, Ca인 세라믹 구조체.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 기체의 주성분이 AlN으로 이루어지는 세라믹 구조체.
  13. 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기체의 상기 세라믹 부재와 대향하는 표면부의 금속 원소(B)의 함유량은 상기 기체의 내부의 금속 원소(B)의 함유량보다 많은 세라믹 구조체.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 기체와, 상기 기체 내에 위치하는 상기 단자부 사이에 접합재가 형성되어 있고, 상기 기체의 상기 단자부와 대향하는 표면부의 금속 원소(B)의 함유량은 상기 기체의 내부의 금속 원소(B)의 함유량보다 많은 세라믹 구조체.
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    상기 접합재는 상기 세라믹 부재와 상기 단자부 사이에 형성되어 있는 세라믹 구조체.
  16. 제 9 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접합재는 상기 세라믹 부재와 상기 기체의 접합 부분의 종단으로부터 연장된 제 1 연장부를 갖는 세라믹 구조체.
  17. 제 9 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접합재는 상기 단자부와 상기 세라믹 부재의 접합 부분의 종단으로부터 연장된 제 2 연장부를 갖는 세라믹 구조체.
  18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세라믹 부재는 상기 기체와 같은 재질의 세라믹으로 이루어지는 세라믹 구조체.
  19. 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내부 도체를 발열시켜서 물체를 가열하는 가열 장치에 사용되는 세라믹 구조체.
  20. 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 기재된 세라믹 구조체와,
    상기 단자부에 전력을 공급하는 전력 공급부와,
    상기 전력 공급부를 제어하는 제어부를 갖고 있는 웨이퍼용 시스템.
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