JPH11204238A

JPH11204238A - セラミックスヒーター

Info

Publication number: JPH11204238A
Application number: JP10002306A
Authority: JP
Inventors: Hideyoshi Tsuruta; 英芳鶴田; Ryusuke Ushigoe; 隆介牛越; Kazuaki Yamaguchi; 和明山口
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1998-01-08
Filing date: 1998-01-08
Publication date: 1999-07-30
Also published as: KR100281954B1; TW518906B; EP0929204B1; KR19990066885A; EP0929204A2; DE69919763T2; EP0929204A3; US6225606B1; DE69919763D1

Abstract

(57)【要約】【課題】抵抗発熱体をセラミックス基体中に埋設したセ
ラミックスヒーターにおいて、セラミックス基体の厚さ
を小さくし、しかも高温領域と室温領域との間における
熱サイクルを加えたときの耐久性を向上させる。【解決手段】セラミックスヒーター３は、加熱面３ａを
備えているセラミックス基体４と、基体４内に埋設され
ている抵抗発熱体とを備えている。抵抗発熱体の少なく
とも一部が導電性の網状物８からなる。網状物８の網目
９の中に、基体４を構成するセラミックスが充填されて
いる。好ましくは、網状物８が細長い帯状の網状物であ
り、基体４の加熱面３ａと網状物８の主面とが略平行で
あり、基体４が窒化アルミニウムによって形成されてお
り、抵抗発熱体がモリブデンまたはモリブデン合金によ
って形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】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。しかし、このセラミック
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）を取り付け、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。

【０００３】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。

【０００４】この問題を解決するため、本出願人は、特
願平４−６６１５７号明細書において、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。また、特開平６−２６０２６３号公報においては、
箔状抵抗体が埋設されたセラミックスヒーターを製造す
るのに際して、まず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し、高融点
金属からなる箔状抵抗体を複数のセラミックス成形体の
間に挟んだ状態で、複数の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させることにより、
緻密質のセラミックス基体の内部に箔状抵抗体を埋設す
ることを提案した。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、種々のセ
ラミックスヒーターについて検討を進めており、特にセ
ラミックスヒーターの厚さを小さくすることを課題とし
て開発を進めていた。この際、前記した箔状の抵抗発熱
体を緻密質のセラミックス基体内に埋設したセラミック
スヒーターは、線状の抵抗発熱体を埋設したセラミック
スヒーターに比べてセラミックス基体の厚さを小さくで
きるものであった。しかし、箔状の抵抗発熱体をセラミ
ックス基体に埋設したヒーターには、新たに次の問題点
があることを発見した。即ち、セラミックスヒーターを
例えば３００℃以上、更には３００℃〜１１００℃の高
温領域で運転し、次いで１００℃以下の温度領域まで温
度を低下させるという熱サイクルを多数回繰り返して実
施すると、セラミックス基体に部分的にクラックが生ず
ることがあった。

【０００６】本発明の課題は、抵抗発熱体をセラミック
ス基体中に埋設したセラミックスヒーターにおいて、セ
ラミックス基体の厚さを小さくすることができ、しかも
高温領域と室温領域との間における熱サイクルを加えた
ときの耐久性が高いセラミックスヒーターを提供するこ
とである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、加熱面を備え
ているセラミックス基体と、このセラミックス基体内に
埋設されている抵抗発熱体とを備えているセラミックス
ヒーターであって、抵抗発熱体の少なくとも一部が網状
物からなり、この網状物の網目に、セラミックス基体を
構成するセラミックスが充填されていることを特徴とす
る。

【０００８】本発明者は、箔状の抵抗発熱体をセラミッ
クス基体中に埋設したときに、熱サイクルによってセラ
ミックス基体にクラックが発生する原因を調査した結
果、次のような暫定的な結論に達した。即ち、抵抗発熱
体として金属箔を埋設したヒーターにおいては、金属と
セラミックスとの密着性の悪さのために、金属箔の主面
とセラミックスとの間に微細な隙間が生ずる。こうした
微細な隙間においては熱伝導が阻害され、熱放射が支配
的になり易いため、金属箔の温度とセラミックスの温度
との温度差が大きくなる傾向がある。温度上昇時には、
金属箔の温度に比べてセラミックスの温度が低く、この
ために金属箔の熱膨張がセラミックスの熱膨張に比べて
顕著に大きくなり、金属箔からセラミックスに対して局
部的に熱応力が加わる。

【０００９】一方、金属箔の主面は平面的に連続してお
り、セラミックス基体の中にはこれに対応して平たい面
積の大きな欠陥が存在している。こうした平面的な面積
の大きい欠陥があるときに、この平面的な欠陥に面する
セラミックス基体の一部に局所的に熱応力が加わると、
セラミックス基体に応力集中が生じ、これがクラックの
進展の起点になるものと考えられる。

【００１０】本発明者は、こうしたクラックを防止でき
るような構造について種々検討した結果、セラミックス
基体内に網状物を埋設し、この網状物の網目にもセラミ
ックスを充填した構造が、特に高温領域と低温領域、特
に室温領域との間の熱サイクルの繰り返しに対して著し
い耐久性を示すことを発見し、本発明に到達した。

【００１１】

【発明の実施形態】セラミックス基体を構成するセラミ
ックスとしては、窒化珪素、窒化アルミニウム、窒化ホ
ウ素、サイアロン等の窒化物系セラミックス、アルミナ
−炭化珪素複合材料が好ましい。本発明者の研究によれ
ば、耐熱衝撃性の観点からは、窒化珪素が特に好まし
く、ハロゲン系腐食性ガス等に対する耐蝕性の点では、
窒化アルミニウムが好ましい。

【００１２】特に相対密度９９％以上の窒化アルミニウ
ムを使用した場合には、セラミックス基体の表面領域
に、フッ素系の腐食性ガスを用いた場合、反応生成物層
としてＡｌＦ₃からなるパッシベーション層が生成し、
この層が耐蝕作用を有しているので、この層の内部へと
腐食が進行するのを防止することができる。特に９９％
以上の相対密度を有した常圧焼結、ホットプレス焼成又
は熱ＣＶＤにより製造した緻密な窒化アルミニウムが好
ましい。

【００１３】窒化アルミニウムは、耐蝕性セラミックス
としては公知である。しかし、通常の耐蝕性セラミック
スというのは、酸、アルカリ溶液に対するイオン反応性
を指している。一方、本発明では、イオン反応性ではな
く、プラズマのイオンボンバードメントによる損傷を問
題としており、更には、水分のない環境におけるハロゲ
ン系腐食性ガスのプラズマとの反応性を問題としてい
る。

【００１４】半導体製造装置用途においては、半導体の
重金属による汚染を防止する必要があり、特に高密度化
の進展によって重金属の排除に対する要求が極めて高度
になってきている。この観点からは、窒化アルミニウム
におけるアルミニウム以外の金属の含有量を１％以下に
抑制することが好ましい。

【００１５】セラミックス基体の内部に埋設する網状物
の材質は限定されないが、特に６００°Ｃ以上の高温に
まで温度が上昇する用途においては、高融点金属で形成
することが好ましい。こうした高融点金属としては、タ
ンタル，タングステン，モリブデン，白金，レニウム、
ハフニウム及びこれらの合金を例示できる。半導体製造
装置内に設置する用途においては、半導体汚染防止の観
点から、更に、タンタル、タングステン、モリブデン、
白金及びこれらの合金が好ましい。

【００１６】特に、少なくともモリブデンを含む金属が
好ましく、この金属は、純モリブデンであってよく、ま
たモリブデンと他の金属との合金であってよい。モリブ
デンと合金化するための金属としては、タングステン、
銅、ニッケルおよびアルミニウムが好ましい。金属以外
の導電性材料としては、カーボン、ＴｉＮ、ＴｉＣを例
示することができる。

【００１７】網状物を構成する素材の形態は、繊維ない
し線材が好ましい。この際繊維ないし線材の断面を円形
にすると、熱膨張に起因する応力集中の低減の効果が特
に大きい。

【００１８】本発明の好適な態様においては、抵抗発熱
体が、網状物と、この網状物に対して一体化されている
金属バルク体とからなる。この場合には、金属バルク体
が露出するように基体に孔を設け、別途、端子を接合
し、その端子に電源を結線することにより通電できる構
造となる。

【００１９】また、網状物が例えば円形のものである場
合には、網状物のいずれの部分に電力供給用の端子を設
けた場合にも、最短の電流経路を通って電流が流れるこ
とから、網状物の一部に電流が集中し、網状物の一部が
過剰に発熱するために、ヒーターの加熱面の温度の均一
性に限界があった。

【００２０】このため、本発明の好適な態様において
は、網状物を細長い帯状の網状物とすることができる。
これによって、帯状の網状物の長手方向に向かって電流
が流れるために、例えば円形の網状物の場合に比べて電
流の集中による温度の不均一が生じにくい。特に、帯状
の網状物をセラミックス基体の各部分に均一に分布させ
ることによって、一層加熱面の温度を均一化させること
ができる。この観点からは、セラミックス基体の加熱面
と網状物の主面とを略平行とすることが一層好ましい。

【００２１】網状物の平面形状、網状物を構成する線の
線径は特に限定しない。この線は、圧延引き抜き加工に
よって線材として成形された、純度９９％以上の純金属
からなる金属線が特に好ましい。また、金属線を構成す
る金属の抵抗値は、室温で１．１×１０^-6Ω・ｃｍ以下
とすることが好ましく、６×１０^-6Ω・ｃｍ以下とする
ことが更に好ましい。

【００２２】また、網状電極を構成する金属線の線幅が
０．８ｍｍ以下であり、１インチ当たり８本以上の線交
差を有していることが好ましい。線幅を０．８ｍｍ以下
とすることによって、線の発熱速度が早く、発熱量が適
切になる。また、線幅を０．０２ｍｍ以上とすることに
よって、線の過剰な発熱による電流集中も生じにくくな
る。網状物を構成する線材の直径は０．０１３ｍｍ以上
のものが好ましく、０．０２ｍｍ以上が更に好ましい。

【００２３】また、１インチ当たりの線交差を８本以上
とすることによって、網状物の全体に均一に電流が流れ
やすくなり、網状物を構成する線の内部における電流集
中が生じにくくなった。実際の製造上の観点から見る
と、１インチ当たりの線交差の数は１００本以下とする
ことが好ましい。

【００２４】網状電極を構成する線材の幅方向断面形状
は、円形の他、楕円形、長方形等、種々の圧延形状であ
ってよい。

【００２５】以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形
態を更に詳細に説明する。図１は、セラミックスヒータ
ー３をチャンバー１内に収容した状態を概略的に示す断
面図であり、図２（ａ）は、セラミックスヒーター３の
破断斜視図であり、図２（ｂ）は、網状物８を示す斜視
図である。

【００２６】チャンバー１内に、アーム７を介してセラ
ミックスヒーター３が設置されている。略円盤形状のセ
ラミックス基体４の側周面４ｄにリング状のフランジ４
ｃが設けられており、基体４の内部に、網状物８からな
る抵抗発熱体が埋設されている。網状物８から見て、半
導体ウエハー等の被固定物の加熱面３ａ側には、表面層
４ａが形成されており、背面４ｅ側には裏面層４ｂが形
成されている。表面層４ａと裏面層４ｂとは継ぎ目なく
一体化されており、この中に網状物８が包囲され、埋設
されている。加熱面３ａには半導体ウエハー２が設置さ
れている。

【００２７】抵抗発熱体を構成する網状物８は、縦横に
編まれた線１１と、網状物８の外周縁部を構成する円形
の線１０とからなっている。線１０、１１の内側に形成
されている無数の網目９の中にもセラミックスが充填さ
れており、これによって表面層４ａと裏面層４ｂとがつ
ながっている。

【００２８】セラミックス基体４の中に例えば一対の端
子５Ａ、５Ｂが埋設されており、各端子５Ａ、５Ｂの一
端が網状物８に対して電気的に接続されている。各端子
５Ａ、５Ｂの他端が電力供給ケーブル６Ａ、６Ｂに対し
て接合されている。

【００２９】本発明のセラミックスヒーターは、例えば
次の方法によって製造することができる。

【００３０】（方法（１））セラミックスの予備成形体
を製造し、この予備成形体の上に網状物を設置する。次
いで、この予備成形体及び網状物の上にセラミックス粉
末を充填し、一軸プレス成形する。この成形体を、網状
物の厚さ方向に向かって加圧しながらホットプレス焼結
させる。

【００３１】このホットプレスの圧力は、５０ｋｇ／ｃ
ｍ²以上とする必要があり、１００ｋｇ／ｃｍ²以上と
することが好ましい。また、実際上の装置の性能等を考
慮すると、通常は２トン／ｃｍ²以下とすることができ
る。

【００３２】例えば、まず図３（ａ）に概略的に示すプ
レス成形機を準備する。プレス成形機の下型１７に、型
枠１３が嵌め合わされている。セラミックス粉末１５を
型枠１３の内部空間１４に充填し、下型１７及び図示し
ない上型によって一軸プレス成形し、予備成形体１９Ｂ
を製造する。予備成形体１９Ｂの上に網状物２０を設置
する。網状物２０は、例えば図２（ｂ）に示す網状物８
のように、線を編組したものである。

【００３３】次いで、網状物２０の上にセラミックス粉
末１５を充填し、粉末の下に網状物８を埋設する。図示
しない上型によって粉末１５を一軸加圧成形し、図３
（ｂ）に示す成形体１８を作成する。成形体１８におい
ては、予備成形体１９Ａと１９Ｂとの間に網状物２０が
埋設された状態となっている。次いで、この成形体１８
をホットプレス焼結し、所定の研削加工を施すことによ
って、セラミックスヒーターを製造できる。

【００３４】（方法（２））コールドアイソスタティッ
クプレス法によって、平板状の成形体を２つ製造し、２
つの平板状成形体の間に電極を挟む。この状態で２つの
成形体及び電極を、電極の厚さ方向に向かって加圧しな
がらホットプレス焼結させる。

【００３５】例えば、セラミックス粉末１５をコールド
アイソスタティックプレスによって成形し、図４に示す
ような平板形状の成形体２１Ａと２１Ｂとを製造する。
次いで、成形体２１Ａと２１Ｂとの間に網状物２０を挟
み、この状態で、成形体２１Ａ、２１Ｂをホットプレス
焼結させる。

【００３６】図５（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ網状物の
各種の形態を例示する断面図である。図５（ａ）に示す
網状物２２Ａにおいては、縦線２４Ａと横線２３Ａとが
三次元的に交差するように編まれており、縦線２４Ａも
横線２３Ａも、それぞれ波うっている。図６（ｂ）の網
状物２２Ｂにおいては、横線２３Ｂは真っ直ぐであり、
縦線２４Ｂが折れ曲がっている。図６（ｃ）の網状物２
２Ｃにおいては、縦線２４Ｃと横線２３Ｃとが三次元的
に交差するように編まれており、縦線２４Ｃも横線２３
Ｃも、それぞれ波うっている。そして、網状物２２Ｃは
圧延加工されており、このため縦線および横線の外形が
一点鎖線ＡとＢとに沿った形状となっている。

【００３７】図５（ａ）に示す網状物２２Ａを採用した
場合、例えば、窒化アルミニウム粉末中に純モリブデン
線からなる網状物２２Ａを埋設して１８００℃でホット
プレス焼成した後に、網状物を構成するモリブデン線の
断面を観察した。この結果、横線２３Ａと縦線２４Ａが
交差し、接触している部分で、横線２３Ａと縦線２４Ａ
との界面が無く、一体になっていることが判った。

【００３８】これらの各網状物は、いずれもセラミック
スヒーターの抵抗発熱体として好適に使用できる。しか
し、特に、例えば図５（ｃ）に示すように、圧延された
形状の網状物が、平坦度が最も良好であり、かつ縦線と
横線との接触が最も確実であるので、特に好ましい。

【００３９】図６（ａ）は、他の実施形態のセラミック
スヒーターで使用する網状物２６を示す平面図であり、
図６（ｂ）は、この網状物２６が埋設されているセラミ
ックスヒーター４１を概略的に示す平面図である。

【００４０】この網状物２６は、縦横に編まれた線２７
からなる。網状物２６の外周側は略円形をなしており、
内周側も略円形をなしており、網状物２６の全体は円環
形状をなしており、この内側には円形の空間２８が設け
られている。ただし網状物２６には切れ目４３が設けら
れており、網状物２６の一対の端部２９が、切れ目４３
に面し、互いに対向している。

【００４１】セラミックスヒーター４１においては、セ
ラミックス基体３１の内部に網状物２６が埋設されてい
る。網状物２６の一対の各端部２９に、端子３０Ａ、３
０Ｂが接続されている。これによって、端子３０Ａと３
０Ｂとの間で円環形状の網状物２６の長手方向に沿って
円周状に電流が流れるので、電流の集中を防止できる。

【００４２】図７（ａ）は、本発明の他の実施形態に係
るセラミックスヒーター３２を示す平面図であり、図７
（ｂ）は、図７（ａ）のＶＩＩｂ−ＶＩＩｂ線断面図で
ある。セラミックスヒーター３２においては、例えば円
盤形状の基体３３の内部に網状物３４が埋設されてい
る。

【００４３】基体３３の中央部には、背面３３ｂ側に露
出する端子３０Ａが埋設されており、基体３３の周縁部
にも、背面３３ｂ側に露出する端子３０Ｂが埋設されて
いる。中央の端子３０Ａと端子３０Ｂとが網状物３４に
よって接続されている。３３ａは加熱面である。

【００４４】網状物３４は、例えば図６（ａ）に示した
ような形態の網状体からなっている。ただし、図７
（ａ）、（ｂ）においては、網状物３４の細かい網目
は、図面の寸法上の制約のために図示していない。網状
物３４は、端子３０Ａと３０Ｂとの間で平面的に見て渦
巻き形状をなしている。端子３０Ａと３０Ｂとは、図示
しない電力供給ケーブルに対して接続されている。

【００４５】

【実施例】（実験Ａ）図６（ａ）に示す網状物２６を使
用し、図６（ｂ）に示す、本発明の実施形態に係るセラ
ミックスヒーター４１を製造した。セラミックス粉末１
５として、イットリアを５％含有する窒化アルミニウム
粉末を準備した。この粉末と網状物２６とを、図３
（ａ）、（ｂ）を参照しつつ説明した方法に従って一軸
加圧成形し、成形体１８を製造した。

【００４６】ただし、網状物の材質は純モリブデンとし
た。網状物を構成する線の線径、１インチ当たりの線の
交差本数は、表１に示すように変更した。網状物２６の
外径を４４ｍｍとし、網状物２６の内径を２８ｍｍとし
た。

【００４７】成形体１８を、１９００°Ｃ、２００ｋｇ
／ｃｍ²でホットプレス焼結した。これによって、相対
密度９９．４％の窒化アルミニウム焼結体が得られた。
セラミックス基体の直径φを５０ｍｍとし、厚さを１０
ｍｍとした。基体の背面側より超音波加工によって基体
に孔をあけ、端子３０Ａ、３０Ｂを網状物２６に接合し
た。

【００４８】各セラミックスヒーターについて熱サイク
ル試験を実施した。具体的には、室温から１００℃／時
間の速度で７００℃まで昇温させ、７００℃で１時間保
持し、室温まで１００℃／時間の速度で降温し、これを
一サイクルとした。この熱サイクルを最大２００回繰り
返して行い、クラック発生の有無を検査した。

【００４９】

【表１】

【００５０】表１からわかるように、本発明のセラミッ
クスヒーターは、いずれも高い耐熱サイクル性を示し
た。特に、線径を０．８ｍｍ〜０．０２ｍｍとすること
によって、耐熱サイクル性が顕著に向上することも判明
した。

【００５１】（実験Ｂ）実験Ａと同様にしてセラミック
スヒーターを製造し、熱サイクル試験を行った。ただ
し、抵抗発熱体として、外径φ４４ｍｍ、内径２８ｍ
ｍ、厚さ０．６５ｍｍの、モリブデンからなる箔を埋設
した。この結果、１５回の熱サイクル後に、基体中にク
ラックが発生した。

【００５２】（実験Ｃ）図７（ａ）、（ｂ）に示す形態
を有する、本発明の実施形態に係るセラミックスヒータ
ー３２を製造した。ただし、具体的製造プロセスは、実
験Ａと同様とした。基体３３の外径を２００ｍｍとし、
厚さを１５ｍｍとした。

【００５３】網状物３４は、図７（ａ）に示すように、
平面的に見て渦巻き形状となるように基体内に埋設し
た。ただし、網状物３４の幅を１．５ｍｍ、９ｍｍ、１
５ｍｍまたは３０ｍｍとした。網状物３４の線径を０．
１２ｍｍとし、一インチ当たりの線の本数を５０本とし
た。

【００５４】この結果、網状物３４の幅が１．５ｍｍ〜
３０ｍｍである範囲で、各セラミックスヒーターについ
て、７９０℃まで発熱させることが可能であることを確
認した。また、前記した熱サイクル試験を実施し、１０
０回の熱サイクルを実施した後にも基体にクラックが生
じないことを確認した。

【００５５】（実験Ｄ）実験Ａと同様にして、図６
（ａ）、（ｂ）に示す形態を有する、本発明の実施形態
に係る各セラミックスヒーター４１を製造した。ただ
し、基体３１の外径を５０ｍｍとし、基体３１の厚さを
２ｍｍまたは４ｍｍとした。網状物２６の外径を４４ｍ
ｍとし、網状物２６の内径を２８ｍｍとした。網状物２
６の線径を０．１２ｍｍとし、一インチ当たりの線の本
数を５０本とした。

【００５６】この結果、基体３１の厚さが２ｍｍまたは
４ｍｍであるいずれのセラミックスヒーターにおいて
も、７９０℃まで発熱させることが可能であることを確
認した。また、前記した熱サイクル試験を実施し、１０
０回の熱サイクルを実施した後にも基体にクラックが生
じないことを確認した。

【００５７】（実験Ｅ）実験Ｃと同様にして、図７
（ａ）、（ｂ）に示す形態を有する、本発明の実施形態
に係るセラミックスヒーター３２を製造した。基体３１
の外径を２００ｍｍとし、厚さを４ｍｍ、８ｍｍ、１２
ｍｍまたは２０ｍｍとした。

【００５８】網状物３４は、図７（ａ）に示すように、
平面的に見て渦巻き形状となるように基体内に埋設し
た。網状物３４の幅を８ｍｍとした。網状物３４の線径
を０．１２ｍｍとし、一インチ当たりの線の本数を５０
本とした。

【００５９】この結果、基体３３の厚さが４ｍｍ、８ｍ
ｍ、１２ｍｍまたは２０ｍｍであるいずれのセラミック
スヒーターにおいても、７９０℃まで発熱させることが
可能であることを確認した。また、前記熱サイクル試験
を実施し、１００回の熱サイクルを実施した後にも基体
にクラックが生じないことを確認した。

【００６０】（実験Ｆ）実験Ａと同様に、図６（ａ）、
（ｂ）に示す形態を有する、本発明の実施形態に係るセ
ラミックスヒーター４を製造した。ただし、抵抗発熱体
の材質は、モリブデン−タングステン合金（モリブデン
５０重量％、タングステン５０重量％）とし、抵抗発熱
体の形態は、線径が０．１２ｍｍで、１インチ当たり５
０本の線が交差している網とした。

【００６１】本ヒーターにおいても、７９０℃まで温度
上昇が可能であると共に、２００回の熱サイクルを実施
した後にも、基体と抵抗発熱体に損傷がないことを確認
した。

【００６２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、抵
抗発熱体をセラミックス基体中に埋設したセラミックス
ヒーターにおいて、セラミックス基体の厚さを小さくす
ることができ、しかも高温領域と室温領域との間におけ
る熱サイクルを加えたときの耐久性を向上させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るセラミックスヒータ
ー３をチャンバー１内に設置した状態を概略的に示す断
面図である。

【図２】（ａ）は、セラミックスヒーター３の破断斜視
図であり、（ｂ）は、網状物８の斜視図である。

【図３】（ａ）は、一軸成形用の型の内部に網状物およ
びセラミックス粉末を充填し、成形している状態を概略
的に示す断面図であり、（ｂ）は、成形体１８を示す断
面図である。

【図４】コールドアイソスタティックプレス法によって
成形したＣＩＰ成形体２１Ａと２１Ｂとの間に網状物２
０を挟んだ状態を示す断面図である。

【図５】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明で使用でき
る各網状物の微構造を示す断面図である。

【図６】（ａ）は、網状物２６を示す平面図であり、
（ｂ）は、（ａ）の網状物がセラミックス基体中に埋設
されているセラミックスヒーター４１を概略的に示す断
面図である。

【図７】（ａ）は、本発明の一実施形態に係るセラミッ
クスヒーター３２の平面図であり、（ｂ）は、（ａ）の
セラミックスヒーター３２の概略断面図である。

【符号の説明】

１、チャンバー３、３２、４１、セラミックスヒ
ーター３ａ、３３ａ、加熱面４、３１、３３、セラミッ
クス基体５Ａ、５Ｂ、３０Ａ、３０Ｂ、端子
８、２６、３４、網状物（抵抗発熱体）９、網目１０、１１、２７線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加熱面を備えているセラミックス基体と、
このセラミックス基体内に埋設されている抵抗発熱体と
を備えているセラミックスヒーターであって、前記抵抗
発熱体の少なくとも一部が導電性の網状物からなり、こ
の網状物の網目の中に前記セラミックス基体を構成する
セラミックスが充填されていることを特徴とする、セラ
ミックスヒーター。
【請求項２】前記抵抗発熱体が、前記網状物と、この網
状物に対して一体化されている金属バルク体とからなる
ことを特徴とする、請求項１記載のセラミックスヒータ
ー。
【請求項３】前記網状物が細長い帯状の網状物であるこ
とを特徴とする、請求項１または２記載のセラミックス
ヒーター。
【請求項４】前記セラミックス基体の前記加熱面と前記
網状物の主面とが略平行であることを特徴とする、請求
項１〜３のいずれか一つの請求項に記載のセラミックス
ヒーター。
【請求項５】前記セラミックス基体が窒化アルミニウム
によって形成されており、前記抵抗発熱体がモリブデン
またはモリブデン合金によって形成されていることを特
徴とする、請求項１〜４のいずれか一つの請求項に記載
のセラミックスヒーター。