JP2002093550A - ヒーター内蔵セラミックス部材及びその製造方法 - Google Patents
ヒーター内蔵セラミックス部材及びその製造方法Info
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- JP2002093550A JP2002093550A JP2000276195A JP2000276195A JP2002093550A JP 2002093550 A JP2002093550 A JP 2002093550A JP 2000276195 A JP2000276195 A JP 2000276195A JP 2000276195 A JP2000276195 A JP 2000276195A JP 2002093550 A JP2002093550 A JP 2002093550A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、耐熱性、耐食性に優れた安価なヒ
ーター内蔵セラミックス部材及びその製造方法を提供す
ることを目的とする。 【解決手段】 セラミックス絶縁体層、セラミックス絶
縁体層の内部にあるヒーター層、及び、ヒーター層に電
流を供給するための外部接続用のリード電極からなるヒ
ーター内蔵セラミックス部材であって、前記リード電極
が導電性金属珪化物を含んでなることを特徴とするヒー
ター内蔵セラミックス部材及びその製造方法である。
ーター内蔵セラミックス部材及びその製造方法を提供す
ることを目的とする。 【解決手段】 セラミックス絶縁体層、セラミックス絶
縁体層の内部にあるヒーター層、及び、ヒーター層に電
流を供給するための外部接続用のリード電極からなるヒ
ーター内蔵セラミックス部材であって、前記リード電極
が導電性金属珪化物を含んでなることを特徴とするヒー
ター内蔵セラミックス部材及びその製造方法である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置等
においてウェハ等を加熱するためのヒーター及びその製
造方法に関するものである。
においてウェハ等を加熱するためのヒーター及びその製
造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子の製造工程には、成膜、エッ
チング等、高温雰囲気中でウェハを処理する工程が多く
用いられている。その際、ウェハの昇温のため、電気抵
抗体ヒーターや赤外線ランプによる輻射により加熱を行
う方式や、ウェハ保持治具に電気抵抗体ヒーターを埋め
込み、直接加熱を行う方式等が用いられている。
チング等、高温雰囲気中でウェハを処理する工程が多く
用いられている。その際、ウェハの昇温のため、電気抵
抗体ヒーターや赤外線ランプによる輻射により加熱を行
う方式や、ウェハ保持治具に電気抵抗体ヒーターを埋め
込み、直接加熱を行う方式等が用いられている。
【０００３】後者は、熱効率がよく、また、装置構成も
簡単となる利点があり、金属汚染や耐熱性、耐摩耗性、
耐腐食性に優れているセラミックスに、電気抵抗加熱に
よるヒーターを内蔵したものが多数用いられている(例
えば、特開平11−191535号公報、特開平7−226290号公
報)。
簡単となる利点があり、金属汚染や耐熱性、耐摩耗性、
耐腐食性に優れているセラミックスに、電気抵抗加熱に
よるヒーターを内蔵したものが多数用いられている(例
えば、特開平11−191535号公報、特開平7−226290号公
報)。
【０００４】また、ヒーターを内蔵したセラミックス部
材は、そのまま、ウェハを保持するための保持具として
も利用でき、さらに、静電吸着用の電極を内蔵すること
により、静電チャックとしても利用することもできる
(例えば、特開平9−283609号公報)。
材は、そのまま、ウェハを保持するための保持具として
も利用でき、さらに、静電吸着用の電極を内蔵すること
により、静電チャックとしても利用することもできる
(例えば、特開平9−283609号公報)。
【０００５】このようなヒーターを内蔵したセラミック
ス部材の製造方法を説明する。
ス部材の製造方法を説明する。
【０００６】ドクターブレードにて成形したセラミック
ス成形体の間にヒーター部材を挟み、加圧成形した後
に、常圧焼成又はホットプレス焼成する方法や；冷間静
水圧プレス等で成形したセラミックス成形体、又はセラ
ミックス粉体の間にヒーター部材を挟み、ホットプレス
焼成する方法がある(例えば、特開平11−204238号公
報)。ヒーター部材は、薄い箔や網、細線等の金属部材
を用いても、また、成形体に直接スクリーン印刷しても
よい。
ス成形体の間にヒーター部材を挟み、加圧成形した後
に、常圧焼成又はホットプレス焼成する方法や；冷間静
水圧プレス等で成形したセラミックス成形体、又はセラ
ミックス粉体の間にヒーター部材を挟み、ホットプレス
焼成する方法がある(例えば、特開平11−204238号公
報)。ヒーター部材は、薄い箔や網、細線等の金属部材
を用いても、また、成形体に直接スクリーン印刷しても
よい。
【０００７】これらのヒーター内蔵セラミックス部材に
は、さらにヒーターに電力を供給するために、リード電
極を作製する必要がある。このリード電極の作製方法を
説明する。
は、さらにヒーターに電力を供給するために、リード電
極を作製する必要がある。このリード電極の作製方法を
説明する。
【０００８】得られたヒーターを内蔵したセラミックス
焼結体を、必要な寸法精度に加工し、内部のヒーターに
通じる穴を穿孔し、穿孔した穴をリード電極用の穴とす
る。リード電極用の穴にリード電極を挿入し、導電性接
着剤にて接合、又は、ろう材にてろう付け、又は圧着す
る(例えば、特開平10−41052号公報)。
焼結体を、必要な寸法精度に加工し、内部のヒーターに
通じる穴を穿孔し、穿孔した穴をリード電極用の穴とす
る。リード電極用の穴にリード電極を挿入し、導電性接
着剤にて接合、又は、ろう材にてろう付け、又は圧着す
る(例えば、特開平10−41052号公報)。
【０００９】ドクターブレード成形したセラミックス成
形体を常圧焼成する場合には、リード電極用の穴は、必
ずしも焼結後に加工する必要はなく、成形体の段階で穿
孔をしておくことも可能である。
形体を常圧焼成する場合には、リード電極用の穴は、必
ずしも焼結後に加工する必要はなく、成形体の段階で穿
孔をしておくことも可能である。
【００１０】また、セラミックスの焼成時に、同時にリ
ード電極となる金属部材を接合する方法も提案されてい
る。タングステン等の高融点金属からなる金属部品を、
予めヒーター線に圧着しておき、セラミックスの粉体に
ヒーター線と共に埋め込んでおき、ホットプレス焼成す
る(例えば、特開平5−101871号公報、特開平7−226290
号公報)。
ード電極となる金属部材を接合する方法も提案されてい
る。タングステン等の高融点金属からなる金属部品を、
予めヒーター線に圧着しておき、セラミックスの粉体に
ヒーター線と共に埋め込んでおき、ホットプレス焼成す
る(例えば、特開平5−101871号公報、特開平7−226290
号公報)。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】リード電極を取り付け
るのに、セラミックスを焼成した後に、接着剤やろう付
け等の方法で取り付ける場合、いくつかの欠点が生じ
る。一つには、耐熱性が損なわれる。電極をろう付けす
るろう材には、低融点の合金が用いられるが、当然なが
らその融点以上での使用はできない。
るのに、セラミックスを焼成した後に、接着剤やろう付
け等の方法で取り付ける場合、いくつかの欠点が生じ
る。一つには、耐熱性が損なわれる。電極をろう付けす
るろう材には、低融点の合金が用いられるが、当然なが
らその融点以上での使用はできない。
【００１２】また、耐食性にも問題がある。エッチング
装置等の腐食性雰囲気で使用する場合、リード電極の取
り付け部に腐食が生じ、ヒーターの寿命を短くする要因
となる場合がある。
装置等の腐食性雰囲気で使用する場合、リード電極の取
り付け部に腐食が生じ、ヒーターの寿命を短くする要因
となる場合がある。
【００１３】また、焼成後の後工程でリード電極を作製
するために、穿孔、接合などの工程が必要となり、製造
コストを上昇させる。
するために、穿孔、接合などの工程が必要となり、製造
コストを上昇させる。
【００１４】リード電極を金属部品として、セラミック
ス部分と同時焼成する場合にも、以下のような問題点が
ある。
ス部分と同時焼成する場合にも、以下のような問題点が
ある。
【００１５】焼成時にセラミックス部分は、10〜20%程
度の大きな焼成収縮が生じるのに対し、金属部品は、線
熱膨張によるわずかな膨張、収縮しか生じない。これに
より、焼成時に大きな歪みが生じ、クラックや隙間等の
欠陥が生じやすくなり、破損や腐食等の原因となる。
度の大きな焼成収縮が生じるのに対し、金属部品は、線
熱膨張によるわずかな膨張、収縮しか生じない。これに
より、焼成時に大きな歪みが生じ、クラックや隙間等の
欠陥が生じやすくなり、破損や腐食等の原因となる。
【００１６】また、金属部材は、焼成収縮を生じないの
で、厚み方向に大きな位置ずれを起こしやすく、ヒータ
ーからセラミックス表面までの距離に狂いが生じるため
に均熱性を損なう。
で、厚み方向に大きな位置ずれを起こしやすく、ヒータ
ーからセラミックス表面までの距離に狂いが生じるため
に均熱性を損なう。
【００１７】そこで、本発明は、従来、ステンレス、チ
タン等の金属リード電極を、圧着やろう付け等で接合し
ていたヒーター内蔵のセラミックス部材に代わり、耐熱
性、耐食性に優れた安価なヒーター内蔵セラミックス部
材及びその製造方法を提供することを目的とする。
タン等の金属リード電極を、圧着やろう付け等で接合し
ていたヒーター内蔵のセラミックス部材に代わり、耐熱
性、耐食性に優れた安価なヒーター内蔵セラミックス部
材及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成するために鋭意研究を重ねた結果、ヒーター内蔵
セラミックス部材をセラミックス絶縁体層、内部電極、
リード電極を一体に焼成することで、耐熱性、耐食性を
向上できることを見いだした。
を達成するために鋭意研究を重ねた結果、ヒーター内蔵
セラミックス部材をセラミックス絶縁体層、内部電極、
リード電極を一体に焼成することで、耐熱性、耐食性を
向上できることを見いだした。
【００１９】一般に、セラミックス部材の焼成において
は、セラミックス素地が焼成収縮を起こす。また、通常
1000℃以上の高温で焼成を行うため、大きな熱膨張が生
じる。従って、ヒーターやリード電極等の異種材料をセ
ラミックス基体と同時に焼成する場合には、この点を加
味しなければならない。
は、セラミックス素地が焼成収縮を起こす。また、通常
1000℃以上の高温で焼成を行うため、大きな熱膨張が生
じる。従って、ヒーターやリード電極等の異種材料をセ
ラミックス基体と同時に焼成する場合には、この点を加
味しなければならない。
【００２０】ホットプレス焼成においては、焼成収縮は
加圧方向に起こる。従って、加圧方向に対して、垂直面
内では焼成収縮はあまり生じない。焼結挙動の異なるヒ
ーター材を予めスクリーン印刷で形成したり、金属部材
を挟んで焼成しても、面内方向にはそれほど大きな収縮
は生じず、また加圧による効果もあり、形状も膜形状で
あるため、比較的同時焼成を行いやすい。
加圧方向に起こる。従って、加圧方向に対して、垂直面
内では焼成収縮はあまり生じない。焼結挙動の異なるヒ
ーター材を予めスクリーン印刷で形成したり、金属部材
を挟んで焼成しても、面内方向にはそれほど大きな収縮
は生じず、また加圧による効果もあり、形状も膜形状で
あるため、比較的同時焼成を行いやすい。
【００２１】これに対し、リード電極は加圧方向に形成
される部材であり、形状もピン形状をしているため、焼
結挙動が異なると、焼成時に割れを生じてしまう。
される部材であり、形状もピン形状をしているため、焼
結挙動が異なると、焼成時に割れを生じてしまう。
【００２２】発明者等は、金属珪化物が、導電性を有し
つつ、アルミナや窒化アルミニウム等のセラミックス
に、焼結温度や熱膨張率等の焼結挙動に影響する物性が
近いことに着目し、本発明を完成した。比較のために、
リード電極に用いられる材料の物性をあわせ、表1に示
す。
つつ、アルミナや窒化アルミニウム等のセラミックス
に、焼結温度や熱膨張率等の焼結挙動に影響する物性が
近いことに着目し、本発明を完成した。比較のために、
リード電極に用いられる材料の物性をあわせ、表1に示
す。
【００２３】
【表１】
【００２４】すなわち、本発明は以下の通りである。 （１）セラミックス絶縁体層、セラミックス絶縁体層の
内部にあるヒーター層、及び、ヒーター層に電流を供給
するための外部接続用のリード電極を備えるヒーター内
蔵セラミックス部材であって、前記リード電極が導電性
金属珪化物を含んでなることを特徴とするヒーター内蔵
セラミックス部材。 （２）前記導電性金属珪化物が、TaSi2、NbSi2、WSi2、
MoSi2から選ばれた1種又は2種以上からなることを特徴
とする、前記（１）記載のヒーター内蔵セラミックス部
材。 （３）前記セラミックス絶縁体層がアルミナ質セラミッ
クスであることを特徴とする、前記（１）又は（２）に
記載のヒーター内蔵セラミックス部材。 （４）前記セラミックス絶縁体層が窒化アルミニウム質
セラミックスであることを特徴とする、前記（１）又は
（２）に記載のヒーター内蔵セラミックス部材。 （５）セラミックス絶縁体層、セラミックス絶縁体層の
内部にあるヒーター層、及び、ヒーター層に電流を供給
するための外部接続用のリード電極を備えるヒーター内
蔵セラミックス部材の製造方法であって、絶縁体原料の
成形体(A)及び(A)'、導電性金属珪化物を含むリード電
極原料の成形体(B)とを作製し、成形体(A)又は(A)'の少
なくとも一方に加工穴を形成し、該加工穴に成形体(B)
を埋め込み、かつ、成形体(A)と(A)'との間に上記ヒー
ター層を挟んで重ね合わせた後、ホットプレスにより一
体焼成することを特徴とするヒーター内蔵セラミックス
部材の製造方法。 （６）前記導電性金属珪化物が、TaSi2、NbSi2、WSi2、
MoSi2から選ばれた1種又は2種以上からなることを特徴
とする、前記（５）記載のヒーター内蔵セラミックス部
材の製造方法。 （７）前記セラミックス絶縁体層がアルミナ質セラミッ
クスであることを特徴とする、前記（５）又は（６）に
記載のヒーター内蔵セラミックス部材の製造方法。 （８）前記セラミックス絶縁体層が窒化アルミニウム質
セラミックスであることを特徴とする、前記（５）又は
（６）に記載のヒーター内蔵セラミックス部材の製造方
法。
内部にあるヒーター層、及び、ヒーター層に電流を供給
するための外部接続用のリード電極を備えるヒーター内
蔵セラミックス部材であって、前記リード電極が導電性
金属珪化物を含んでなることを特徴とするヒーター内蔵
セラミックス部材。 （２）前記導電性金属珪化物が、TaSi2、NbSi2、WSi2、
MoSi2から選ばれた1種又は2種以上からなることを特徴
とする、前記（１）記載のヒーター内蔵セラミックス部
材。 （３）前記セラミックス絶縁体層がアルミナ質セラミッ
クスであることを特徴とする、前記（１）又は（２）に
記載のヒーター内蔵セラミックス部材。 （４）前記セラミックス絶縁体層が窒化アルミニウム質
セラミックスであることを特徴とする、前記（１）又は
（２）に記載のヒーター内蔵セラミックス部材。 （５）セラミックス絶縁体層、セラミックス絶縁体層の
内部にあるヒーター層、及び、ヒーター層に電流を供給
するための外部接続用のリード電極を備えるヒーター内
蔵セラミックス部材の製造方法であって、絶縁体原料の
成形体(A)及び(A)'、導電性金属珪化物を含むリード電
極原料の成形体(B)とを作製し、成形体(A)又は(A)'の少
なくとも一方に加工穴を形成し、該加工穴に成形体(B)
を埋め込み、かつ、成形体(A)と(A)'との間に上記ヒー
ター層を挟んで重ね合わせた後、ホットプレスにより一
体焼成することを特徴とするヒーター内蔵セラミックス
部材の製造方法。 （６）前記導電性金属珪化物が、TaSi2、NbSi2、WSi2、
MoSi2から選ばれた1種又は2種以上からなることを特徴
とする、前記（５）記載のヒーター内蔵セラミックス部
材の製造方法。 （７）前記セラミックス絶縁体層がアルミナ質セラミッ
クスであることを特徴とする、前記（５）又は（６）に
記載のヒーター内蔵セラミックス部材の製造方法。 （８）前記セラミックス絶縁体層が窒化アルミニウム質
セラミックスであることを特徴とする、前記（５）又は
（６）に記載のヒーター内蔵セラミックス部材の製造方
法。
【００２５】
【発明の実施の形態】本発明のヒーター内蔵セラミック
ス部材は、導電性接着剤やろう材を用いていないため、
1000℃以上の高温でも接合部になんら問題が生じず、極
めて耐熱性が高い。
ス部材は、導電性接着剤やろう材を用いていないため、
1000℃以上の高温でも接合部になんら問題が生じず、極
めて耐熱性が高い。
【００２６】また、リード電極とセラミックス基板、ヒ
ーターが直接焼結されているため、隙間等が生じること
が無く、また耐食性の悪いろう材等を用いていないた
め、腐食性雰囲気にあっても高い耐食性を有する。
ーターが直接焼結されているため、隙間等が生じること
が無く、また耐食性の悪いろう材等を用いていないた
め、腐食性雰囲気にあっても高い耐食性を有する。
【００２７】さらに、セラミックス基板、ヒーター、リ
ード電極を同時に焼成、作製することにより、製造コス
トの低減を図ることができる。
ード電極を同時に焼成、作製することにより、製造コス
トの低減を図ることができる。
【００２８】ヒーターには、リード電極と同じ材料や、
W、Mo等の高融点金属などを用いることができ、例え
ば、これらの材料の粉体をペースト状にしてセラミック
ス成形体にスクリーン印刷して、ヒーターを設けること
ができる。また、W、Mo等の高融点金属部材を板状や網
状、線状にしたものを挟んでヒーターを設けても良い。
W、Mo等の高融点金属などを用いることができ、例え
ば、これらの材料の粉体をペースト状にしてセラミック
ス成形体にスクリーン印刷して、ヒーターを設けること
ができる。また、W、Mo等の高融点金属部材を板状や網
状、線状にしたものを挟んでヒーターを設けても良い。
【００２９】導電性金属珪化物としては、例えば、TaSi
2、WSi2、NbSi2、MoSi2、TiSi2、ZrSi2、CrSi2などが挙
げられ、これらは単独で用いても、２種以上を用いても
よい。また、これら導電性金属珪化物のうちでも、TaSi
2、NbSi2、WSi2、MoSi2は、セラミックス基板に焼結挙
動がより近いことから特に好ましい。
2、WSi2、NbSi2、MoSi2、TiSi2、ZrSi2、CrSi2などが挙
げられ、これらは単独で用いても、２種以上を用いても
よい。また、これら導電性金属珪化物のうちでも、TaSi
2、NbSi2、WSi2、MoSi2は、セラミックス基板に焼結挙
動がより近いことから特に好ましい。
【００３０】このリード電極は直接ねじ切り加工を行う
ことが可能であるため、給電路を直接ねじ込みによって
接続することも可能となる。
ことが可能であるため、給電路を直接ねじ込みによって
接続することも可能となる。
【００３１】セラミックス絶縁体は、アルミナを主成分
としたものは加工性、耐食性が極めて優れている。窒化
アルミニウムを主組成とすると、優れた熱伝導が得られ
均熱性の上でより良い。また、これらの双方とも金属珪
化物と焼結特性が近いため、絶縁体層として好ましい材
料である。
としたものは加工性、耐食性が極めて優れている。窒化
アルミニウムを主組成とすると、優れた熱伝導が得られ
均熱性の上でより良い。また、これらの双方とも金属珪
化物と焼結特性が近いため、絶縁体層として好ましい材
料である。
【００３２】セラミックス絶縁体層は、焼成をする前
に、予め粉体を成形しておく。これは、粉体をホットプ
レス装置に充填して焼成を行った場合、充填の不均一を
生じるため、焼成時に内部のヒーター層に切れが発生し
やすく、また、焼成した後の内部ヒーター層に反りを発
生するため、加熱が不均質となるためである。成形は、
冷間静水圧プレス成形又はドクターブレード成形等の方
法を用いればよい。
に、予め粉体を成形しておく。これは、粉体をホットプ
レス装置に充填して焼成を行った場合、充填の不均一を
生じるため、焼成時に内部のヒーター層に切れが発生し
やすく、また、焼成した後の内部ヒーター層に反りを発
生するため、加熱が不均質となるためである。成形は、
冷間静水圧プレス成形又はドクターブレード成形等の方
法を用いればよい。
【００３３】ホットプレスにて焼成する条件は、材料で
ある絶縁体セラミックス、リード電極やヒーター層を、
それぞれ単体で焼成できる条件であればよく、特に規定
はしない。例えば、アルミナ質セラミックスを用いた場
合、アルゴン雰囲気下で、圧力10〜50MPa、焼成温度130
0〜1700℃、焼成時間30〜600分にて、焼成可能である。
また、窒化アルミニウム質セラミックスを用いた場
合、窒素雰囲気下で、圧力10〜50MPa、焼成温度1700〜2
000℃、焼成時間30〜600分にて、焼成可能である。
ある絶縁体セラミックス、リード電極やヒーター層を、
それぞれ単体で焼成できる条件であればよく、特に規定
はしない。例えば、アルミナ質セラミックスを用いた場
合、アルゴン雰囲気下で、圧力10〜50MPa、焼成温度130
0〜1700℃、焼成時間30〜600分にて、焼成可能である。
また、窒化アルミニウム質セラミックスを用いた場
合、窒素雰囲気下で、圧力10〜50MPa、焼成温度1700〜2
000℃、焼成時間30〜600分にて、焼成可能である。
【００３４】作業としては次のような形態が好適な方法
として例示される。絶縁体原料の成形体(A)及び成形体
(A)'、導電性金属珪化物を含むリード電極原料の成形体
(B)とを作製する。成形体(A)又は(A)'の少なくとも一方
に加工穴を形成する。該加工穴に成形体(B)を埋め込
み、かつ、成形体(A)と(A)'との間に上記ヒーター層を
挟んで重ね合わせた後、ホットプレスにより一体焼成す
る。
として例示される。絶縁体原料の成形体(A)及び成形体
(A)'、導電性金属珪化物を含むリード電極原料の成形体
(B)とを作製する。成形体(A)又は(A)'の少なくとも一方
に加工穴を形成する。該加工穴に成形体(B)を埋め込
み、かつ、成形体(A)と(A)'との間に上記ヒーター層を
挟んで重ね合わせた後、ホットプレスにより一体焼成す
る。
【００３５】
【実施例】以下、実施例に基づき、本発明を詳細に説明
する。
する。
【００３６】(実施例1)α-Al2O3の粉末に、蒸留水、バ
インダー、分散剤を加えて、ボールミル混合した。得ら
れたスラリーをスプレードライヤーで造粒し、粒径約70
μmの造粒粉とした。これを円盤状に2枚、冷間静水圧プ
レス成形した。得られた素地を切削加工し、直径315m
m、厚さ10mmとして、絶縁体素地とした。うち一枚(絶縁
体)に、リード電極取り出し部として直径10mmの穴を
二ヶ所あけ、リード電極用の穴とした。もう一方の絶縁
体素地(絶縁体)にTaSi2ペーストをスクリーン印刷し
た後、両者を重ね合わせ、500℃、大気中で、脱脂後し
た。TaSi2粉体を直径10mm、厚さ10mmにペレット成形
し、脱脂後の絶縁体のリード電極取り出し部の穴に填
め込み、ホットプレス装置にセットし、アルゴンガス中
で1500℃、30MPaで2時間、加圧焼成した。得られた絶縁
体を厚さ2mmになるように研削加工し、更に、全体を
直径300mm、厚さ5mmの円盤状に加工し、ヒーター内蔵セ
ラミックス部材とした。
インダー、分散剤を加えて、ボールミル混合した。得ら
れたスラリーをスプレードライヤーで造粒し、粒径約70
μmの造粒粉とした。これを円盤状に2枚、冷間静水圧プ
レス成形した。得られた素地を切削加工し、直径315m
m、厚さ10mmとして、絶縁体素地とした。うち一枚(絶縁
体)に、リード電極取り出し部として直径10mmの穴を
二ヶ所あけ、リード電極用の穴とした。もう一方の絶縁
体素地(絶縁体)にTaSi2ペーストをスクリーン印刷し
た後、両者を重ね合わせ、500℃、大気中で、脱脂後し
た。TaSi2粉体を直径10mm、厚さ10mmにペレット成形
し、脱脂後の絶縁体のリード電極取り出し部の穴に填
め込み、ホットプレス装置にセットし、アルゴンガス中
で1500℃、30MPaで2時間、加圧焼成した。得られた絶縁
体を厚さ2mmになるように研削加工し、更に、全体を
直径300mm、厚さ5mmの円盤状に加工し、ヒーター内蔵セ
ラミックス部材とした。
【００３７】(実施例2)α-Al2O3の粉末に、蒸留水、ア
クリルバインダー、分散剤を加えて、ボールミル混合
し、粘度約15000cPのスラリーを得た。これをドクター
ブレード成形後、乾燥して、厚さ約0.3mmのシート成形
体を得た。これを数枚ずつ積層し、直径315mmの円盤状
に切断して、絶縁体素地を2枚作製した。
クリルバインダー、分散剤を加えて、ボールミル混合
し、粘度約15000cPのスラリーを得た。これをドクター
ブレード成形後、乾燥して、厚さ約0.3mmのシート成形
体を得た。これを数枚ずつ積層し、直径315mmの円盤状
に切断して、絶縁体素地を2枚作製した。
【００３８】うち一枚(絶縁体)に、リード電極取り出
し用の直径3mmの穴を二ヶ所あけた。もう一方の絶縁体
に、MoSi2ペーストをスクリーン印刷した後、両者を
ローラーにて圧着し、500℃、大気中で、脱脂を行っ
た。NbSi2粉体を直径3mm、厚さ0.8mmにペレット成形
し、脱脂後の絶縁体のリード電極取り出し部の穴に填
め込み、ホットプレス装置にセットし、アルゴンガス中
で1500℃、30MPaで2時間、加圧焼成した。得られた焼結
体の内、絶縁体を厚さ300μmになるように研削加工
し、更に全体を直径300mm、厚さ3mmの円盤状に加工し、
ヒーター内蔵セラミックス部材とした。
し用の直径3mmの穴を二ヶ所あけた。もう一方の絶縁体
に、MoSi2ペーストをスクリーン印刷した後、両者を
ローラーにて圧着し、500℃、大気中で、脱脂を行っ
た。NbSi2粉体を直径3mm、厚さ0.8mmにペレット成形
し、脱脂後の絶縁体のリード電極取り出し部の穴に填
め込み、ホットプレス装置にセットし、アルゴンガス中
で1500℃、30MPaで2時間、加圧焼成した。得られた焼結
体の内、絶縁体を厚さ300μmになるように研削加工
し、更に全体を直径300mm、厚さ3mmの円盤状に加工し、
ヒーター内蔵セラミックス部材とした。
【００３９】(実施例3)焼結助剤としてY2O3を1.0質量%
含むAlNの粉末にエタノール、バインダー、分散剤を加
えて、ボールミル混合した。スラリーをスプレードライ
ヤーで造粒し、粒径約50μmの造粒粉とした。これを実
施例1と同様に、円盤状に2枚、冷間静水圧プレス成形
し、絶縁体素地とした。一方の絶縁体素地には、直径
10mmの穴を2ヶ所あけ、リード電極取り出し用の穴とし
た。もう一方の絶縁体素地とともに、800℃、窒素中
で脱脂した。コイル状に切り抜いたWのシートを絶縁体
素地、の間に挟み、WSi2粉体を直径10mm、厚さ10mm
にペレット成形したものを、リード電極取り出し部の穴
に填め込み、ホットプレス装置にセットし、窒素中で18
50℃、30MPaで2時間、加圧焼成した。得られた焼結体の
絶縁体の部分を厚さ2mmになるように研削加工し、更
に全体を直径300mm、厚さ5mmの円盤状に加工し、ヒータ
ー内蔵セラミックス部材を作製した。
含むAlNの粉末にエタノール、バインダー、分散剤を加
えて、ボールミル混合した。スラリーをスプレードライ
ヤーで造粒し、粒径約50μmの造粒粉とした。これを実
施例1と同様に、円盤状に2枚、冷間静水圧プレス成形
し、絶縁体素地とした。一方の絶縁体素地には、直径
10mmの穴を2ヶ所あけ、リード電極取り出し用の穴とし
た。もう一方の絶縁体素地とともに、800℃、窒素中
で脱脂した。コイル状に切り抜いたWのシートを絶縁体
素地、の間に挟み、WSi2粉体を直径10mm、厚さ10mm
にペレット成形したものを、リード電極取り出し部の穴
に填め込み、ホットプレス装置にセットし、窒素中で18
50℃、30MPaで2時間、加圧焼成した。得られた焼結体の
絶縁体の部分を厚さ2mmになるように研削加工し、更
に全体を直径300mm、厚さ5mmの円盤状に加工し、ヒータ
ー内蔵セラミックス部材を作製した。
【００４０】実施例1〜3のセラミックス部材を、腐食性
ガスであるCF4中で、リード電極に直流電圧を印加する
ことにより、1000℃まで加熱をおこなったが、いずれも
破損はなく、腐食も極めて少なかった。
ガスであるCF4中で、リード電極に直流電圧を印加する
ことにより、1000℃まで加熱をおこなったが、いずれも
破損はなく、腐食も極めて少なかった。
【００４１】
【発明の効果】本発明により、耐熱性、耐食性に優れ、
高温雰囲気や腐食性雰囲気下でも耐久性に優れたヒータ
ー内蔵セラミックス部材が得られる。また、本発明の製
造方法により、これまで給電部を別途製造するプロセス
に比べ、低コストにてヒーター内蔵セラミックス部材が
製造可能となる。
高温雰囲気や腐食性雰囲気下でも耐久性に優れたヒータ
ー内蔵セラミックス部材が得られる。また、本発明の製
造方法により、これまで給電部を別途製造するプロセス
に比べ、低コストにてヒーター内蔵セラミックス部材が
製造可能となる。
【図１】本発明のヒーター内蔵セラミックス部材の模式
図。
図。
【図２】本発明のヒーター内蔵セラミックス部材の断面
図。
図。
１・・・絶縁体 ２・・・ヒーター ３・・・リード電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｂ 3/18 Ｈ０５Ｂ 3/20 ３９３ 3/20 ３９３ Ｃ０４Ｂ 35/58 １０４Ｕ １０４Ｙ Ｆターム(参考） 3K034 AA02 AA04 AA16 AA19 AA21 AA28 AA34 AA37 BA06 BA14 BB06 BB14 BC04 BC17 CA05 CA11 CA27 CA29 CA32 HA01 HA10 JA01 JA10 3K092 PP20 QA05 QB02 QB10 QB11 QB31 QB44 QB62 QB75 QB76 QC13 QC18 QC25 QC28 QC33 RF03 RF11 RF17 RF19 RF27 VV03 VV10 4G001 BA09 BA36 BA48 BA49 BB09 BB36 BB48 BB49 BC01 BC23 BC31 BC35 BC42 BC52 BC73 BD01 BD23 BD37 BD38 BE32 4K063 AA06 AA12 BA12 CA05 FA04 FA15
Claims (8)
- 【請求項１】 セラミックス絶縁体層、セラミックス絶
縁体層の内部にあるヒーター層、及び、ヒーター層に電
流を供給するための外部接続用のリード電極を備えるヒ
ーター内蔵セラミックス部材であって、前記リード電極
が導電性金属珪化物を含んでなることを特徴とするヒー
ター内蔵セラミックス部材。 - 【請求項２】 前記導電性金属珪化物が、TaSi2、NbS
i2、WSi2、MoSi2から選ばれた1種又は2種以上からなる
ことを特徴とする請求項1記載のヒーター内蔵セラミッ
クス部材。 - 【請求項３】 前記セラミックス絶縁体層がアルミナ質
セラミックスであることを特徴とする請求項1又は2に記
載のヒーター内蔵セラミックス部材。 - 【請求項４】 前記セラミックス絶縁体層が窒化アルミ
ニウム質セラミックスであることを特徴とする請求項1
又は2に記載のヒーター内蔵セラミックス部材。 - 【請求項５】 セラミックス絶縁体層、セラミックス絶
縁体層の内部にあるヒーター層、及び、ヒーター層に電
流を供給するための外部接続用のリード電極を備えるヒ
ーター内蔵セラミックス部材の製造方法であって、絶縁
体原料の成形体(A)及び(A)'、導電性金属珪化物を含む
リード電極原料の成形体(B)とを作製し、成形体(A)又は
(A)'の少なくとも一方に加工穴を形成し、該加工穴に成
形体(B)を埋め込み、かつ、成形体(A)と(A)'との間に上
記ヒーター層を挟んで重ね合わせた後、ホットプレスに
より一体焼成することを特徴とするヒーター内蔵セラミ
ックス部材の製造方法。 - 【請求項６】 前記導電性金属珪化物が、TaSi2、NbS
i2、WSi2、MoSi2から選ばれた1種又は2種以上からなる
ことを特徴とする請求項5記載のヒーター内蔵セラミッ
クス部材の製造方法。 - 【請求項７】 前記セラミックス絶縁体層がアルミナ質
セラミックスであることを特徴とする請求項5又は6に記
載のヒーター内蔵セラミックス部材の製造方法。 - 【請求項８】 前記セラミックス絶縁体層が窒化アルミ
ニウム質セラミックスであることを特徴とする請求項5
又は6に記載のヒーター内蔵セラミックス部材の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000276195A JP2002093550A (ja) | 2000-09-12 | 2000-09-12 | ヒーター内蔵セラミックス部材及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000276195A JP2002093550A (ja) | 2000-09-12 | 2000-09-12 | ヒーター内蔵セラミックス部材及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002093550A true JP2002093550A (ja) | 2002-03-29 |
Family
ID=18761707
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000276195A Withdrawn JP2002093550A (ja) | 2000-09-12 | 2000-09-12 | ヒーター内蔵セラミックス部材及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002093550A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009057596A1 (ja) | 2007-10-29 | 2009-05-07 | Kyocera Corporation | 導体内蔵セラミックスの製造方法 |
| JP2009286091A (ja) * | 2008-06-02 | 2009-12-10 | Nippon Steel Corp | 表面処理金属板、金属製筐体、金属製カバー及び電気電子機器 |
| KR20170138071A (ko) * | 2013-03-21 | 2017-12-14 | 엔지케이 인슐레이터 엘티디 | 세라믹 히터 및 그 제법 |
| CN108658605A (zh) * | 2018-05-24 | 2018-10-16 | 深圳市商德先进陶瓷股份有限公司 | 加热装置及其制备方法和应用 |
-
2000
- 2000-09-12 JP JP2000276195A patent/JP2002093550A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009057596A1 (ja) | 2007-10-29 | 2009-05-07 | Kyocera Corporation | 導体内蔵セラミックスの製造方法 |
| US8591801B2 (en) | 2007-10-29 | 2013-11-26 | Kyocera Corporation | Process for producing conductor built-in ceramic |
| JP2009286091A (ja) * | 2008-06-02 | 2009-12-10 | Nippon Steel Corp | 表面処理金属板、金属製筐体、金属製カバー及び電気電子機器 |
| KR20170138071A (ko) * | 2013-03-21 | 2017-12-14 | 엔지케이 인슐레이터 엘티디 | 세라믹 히터 및 그 제법 |
| KR101891930B1 (ko) * | 2013-03-21 | 2018-08-24 | 엔지케이 인슐레이터 엘티디 | 세라믹 히터 및 그 제법 |
| CN108658605A (zh) * | 2018-05-24 | 2018-10-16 | 深圳市商德先进陶瓷股份有限公司 | 加热装置及其制备方法和应用 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20071204 |