ヒーター用部材
【課題】基材およびこの基材を加熱する熱源を備えるヒーター用部材において、素早い加熱応答性を保持し、温度の均一性を向上させ、かつ耐久性を向上させる。
【解決手段】ヒーター用部材１、１Ａは、熱伝導率が５．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の基材３、基材３を加熱する熱源２、および基材３の少なくとも一部を被覆する、熱伝導率０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以下のアモルファス炭素膜４、５を備えている。
【解決手段】ヒーター用部材１、１Ａは、熱伝導率が５．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の基材３、基材３を加熱する熱源２、および基材３の少なくとも一部を被覆する、熱伝導率０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以下のアモルファス炭素膜４、５を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はヒーター用部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１においては、発熱する抵抗層の保護層として水素化アモルファス炭素膜もしくはダイヤモンド状炭素膜を用いるヒーター構造が提案されている。またその当該膜が金属やフッ素を添加することを特徴とすると共に、特許文献１の（００１１）に記載の通り、そのダイヤモンド状炭素膜は熱伝導率が200~600W/m・Kと非常に高い物性値を利用したことを特徴とすると記載されている。
【特許文献１】特開平7-130456
【０００３】
特許文献２においては、食品加熱器の伝熱部にダイヤモンド状炭素膜を被覆することを特徴とすることが記載されている。該特許内で紹介されているダイヤモンド状炭素膜もダイヤモンドに近い1.3~4.4cal/cm・sec・K（151~511W/m・K程度）の熱伝導率を利用したことが記載されている。
【特許文献２】特公平6-40853
【０００４】
特許文献３においては、セラミック加熱冷却器が記載されており、そのセラミックの焼結体の熱伝導率が10W/m・K以上であることが特徴であることが明示されている。
【特許文献３】特開平6-66085
【０００５】
なお、本出願人は、特許文献４において、１００Ｔｏｒｒ以上の比較高い圧力、特に大気圧付近でもダイヤモンド状炭素膜を良好に形成する方法を初めて開示した。
【特許文献４】特開２００４−２７００２２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、表面に炭素膜を備えた従来の加熱器構造では、被加熱物へと素早く熱を伝えることには優れるが、半面、放熱特性との関係から温度分布を悪くする問題を発生させ、温度の均一性と熱効率とが低下する。放熱特性の影響を受けずに均熱性を維持する観点から、低熱伝導率の基材を使用した場合には、基材の熱伝導が低いことにより、素早い加熱が出来ず、応答性が悪い。
【０００７】
ヤカンやポット、アルミホイル等に代表される保温器具、保温カバーにおいては、加工の観点から金属材料により仕上げられており、保温器具、保温カバーの表面から逃げる熱により、保温効率を低下させている。また、３次元形状の金属材料、例えば金型の場合には、平面部と比較して角部からの放熱が激しくなる。このため、３次元形状の金型を全体的に均一な温度に保つことは困難であり、成型品にムラが生じやすい。
【０００８】
本発明の課題は、基材およびこの基材を加熱する熱源を備えるヒーター用部材において、素早い加熱応答性を保持し、温度の均一性を向上させ、かつ耐久性を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るヒーター用部材は、熱源によって加熱されるべき、熱伝導率が５．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の基材、および基材の少なくとも一部を被覆する、熱伝導率０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以下のアモルファス炭素膜を備えている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、熱伝導率が５．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の基材を使用しているので、加熱時に熱源から基材の全体に素早く熱を伝達することができ、加熱時の応答性と熱効率とが高い。これと共に、熱伝導率０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以下のアモルファス炭素膜を設けることによって、基材表面からの放熱による熱効率低下と温度の均一性の低下を防止できるので、熱効率が高く、温度均一性が高いヒーター用部材を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明のヒーターにおいては、基材を加熱するための熱源の形態や位置は特に限定されない。好適な実施形態においては、熱源が基材中に設けられており、通電により発熱する発熱体である。このようなヒーターの用途は限定されず、あらゆる用途に使用できるが、高度の温度均一性を要する半導体製造用ヒーターが特に好ましい。
【００１２】
また、好適な実施形態においては、熱源が、基材に接する熱源である。このような熱源の種類は特に限定されない。例えば、油、エアー等の熱媒体が循環する加熱フランジであってよい。あるいは、基材中に抵抗発熱体が埋設された別体の加熱装置であってよい。
【００１３】
基材の熱伝導率は５．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上とするが、本発明の観点からは、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上とすることが好ましく、３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上とすることが更に好ましい。
【００１４】
基材は、絶縁性であってよく、あるいは導電性、半導性であってよい。好適な実施形態においては、基材が、窒化アルミニウム、アルミナ、炭化珪素、窒化珪素およびイットリアからなる群より選ばれた一種以上の材料である。
【００１５】
また、基材が、鉄系金属およびアルミニウム系金属からなる群より選ばれている。このような鉄系金属としては、オーステナイト系SUS材、マルテンサイト系SUS材、一般構造用圧延鋼材、機械構造用炭素鉄鋼材、炭素工具鉄鋼材、合金工具鉄鋼材、クロムモリブデン鉄鋼材、硫黄及び硫黄複合快削鉄鋼材、高炭素クロム軸受鉄鋼材、冷間圧延鉄鋼板、熱間圧延鋼板、などがあげられる。
また、アルミニウム系金属としては、アルミニウムの他、Al-Cu系合金、Al-Mg系合金、Al-Mg-Si系合金、Al-Zn-Mg系合金を例示できる。これら以外に、黄銅板、快削黄銅を利用することもできる。
【００１６】
アモルファス炭素膜の熱伝導率は、０．３Ｗ／ｍ・Ｋ以下とすることが更に好ましい。しかし、アモルファス炭素膜の熱伝導率が低くなりすぎると、非加熱物への熱伝達が低下するおそれがあるので、０．００１Ｗ／ｍ・Ｋ以上とすることが好ましい。
【００１７】
アモルファス炭素膜の熱伝導率は、熱拡散測定と比熱測定から得られる数値を元に算出される。
【００１８】
また、好適な実施形態においては、アモルファス炭素膜の硬度が２GＰａ以上であり、弾性率が１００ＭＰａ以上である。これによってヒーター用部材の耐久性を一層改善することができる。
【００１９】
また、好適な実施形態においては、アモルファス炭素膜が、金属およびフッ素を実質的に含有しない。これによって、半導体製造用途のように、金属汚染およびフッ素汚染を嫌う用途において好適なヒーター用部材を提供できる。
【００２０】
好適な実施形態においては、アモルファス炭素膜の膜厚が０．００１μｍ以上、５０．０μｍ以下である。この膜厚を０．００１μｍ以上とすることによって、本発明による作用効果を得やすい。本発明の作用効果の観点からは、膜厚を０．１μｍ以上とすることが更に好ましく、０．５μｍ以上とすることが一層好ましい。また、アモルファス炭素膜の膜厚が大きすぎると、非加熱物への熱伝達が抑制され易くなるので、この観点からは、アモルファス炭素膜の膜厚は５０．０μｍ以下とすることが好ましく、５．０μｍ以下とすることが更に好ましい。
【００２１】
図１（ａ）に示すヒーター用部材１においては、熱源となる加熱フランジ２の表面２ａ上に基材３が設置されている。基材３の下側面３ｂには、熱伝導率０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以下のアモルファス炭素膜４が設けられており、上側面３ａには、熱伝導率０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以下のアモルファス炭素膜５が設けられている。被加熱物はアモルファス炭素膜５側に設置する。
【００２２】
図１（ｂ）に示すヒーター用部材１Ａにおいては、熱源となる加熱フランジ２の表面２ａ上に基材３が設置されている。基材３の上側面３ａには、熱伝導率０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以下のアモルファス炭素膜５が設けられている。被加熱物はアモルファス炭素膜５側に設置する。図１（ｂ）のように、熱源である加熱フランジ２と基材３との間にアモルファス炭素膜を設けない方が、熱源から基材への熱伝達は向上するので好ましい。
【００２３】
また、図２（ａ）、（ｂ）は、基材内部に発熱体を埋設した例を示す。図２（ａ）のヒーター用部材６は、基材７と、基材７内に埋設された発熱体８と、発熱体８の端部に連結された端子９を備えている。本例では端子９も基材７内部に埋設されている。基材７の加熱面７ａに、熱伝導率０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以下のアモルファス炭素膜５が形成されており、アモルファス炭素膜５の表面５ａ側を加熱面とする。基材７の背面７ｂにはアモルファス炭素膜は形成されていない。
【００２４】
このように、熱源を内部に含むセラミックスヒーター用部材に、熱伝導率０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以下のアモルファス炭素膜５をコートすることで、加熱面の温度の均一性が増し、プロセス時における面内バラツキを低減することが可能になる。このようなヒーター用部材は半導体プロセス用途に特に好適である。また、このような低伝導率のアモルファス炭素膜は、耐食性が高く、ヒーター用部材表面の耐摩耗性の向上が期待できる。
【００２５】
また、熱源を内部に含む、例えば半導体プロセス用のセラミックスヒーター用部材表面（加熱面）に、局所的にアモルファス炭素膜をコートすることにより、保温箇所と冷却箇所を分離することが可能となる。
【００２６】
例えば、図２（ｂ）のヒーター用部材６Ａは、基材７と、基材７内に埋設された発熱体８と、発熱体８の端部に連結された端子９を備えている。本例では、端子９も基材７内部に埋設されている。基材７の加熱面７ａのうち、周縁部ないしエッジ部７ｃには、熱伝導率０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以下のアモルファス炭素膜１０が形成されている。加熱面７ａのうち中央部７ｄには、熱伝導率０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以下のアモルファス炭素膜を形成しない。なお、側面７ｅにも、熱伝導率０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以下のアモルファス炭素膜１１を形成することができる。
【００２７】
このようなヒーター用部材では、加熱面における設定温度が高くなるほど、基材７の側面側からの放熱が大きくなり、このために基材７の加熱面の中央部７ｄの温度が周縁部７ｃの温度よりも高くなりやすい。ここで、熱伝導率０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以下のアモルファス炭素膜１０を加熱面７ａの周縁部のみに形成することによって、周縁部からの放熱を抑制し、中央部からの放熱を促進することができる。これによって、加熱面全体の温度の均一性を更に改善することが可能となる。このような観点からは、側面上にも、熱伝導率０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以下のアモルファス炭素膜１１を形成することも好ましい。
【００２８】
また、熱伝導率０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以下のアモルファス炭素膜は、平坦面上だけでなく、三次元的に湾曲した曲面上にも形成できるし、あるいは互いに交差する複数の平坦面に対しても形成することができる。このため、複雑な形状をした加熱面を有するヒーター用部材に対して、特に好適に適用することができる。
【００２９】
このようなヒーター用部材としては、例えばヤカンやポット、アルミホイル等に代表される保温器具、保温カバーや、樹脂成形用の型材を例示できる。例えば、樹脂を成形する過程においては、型内の成形空間の形状に起因し、熱分布の効果が顕著に表れていた。例えば平坦面に比べて角部の方が温度が低くなり、成形不良が多発しやすい。しかし、本発明により、熱伝導率０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以下のアモルファス炭素膜を基材に被覆することによって、熱分布の均一性を改善することができ、樹脂成形性を改善できると共に、樹脂の離型性を高めることが可能である。
【００３０】
例えば、図２（ｃ）に示す例では、樹脂成形用の型１２は、類似形状の一対の型材１３の組み合わせからなっている。そして、各型材１３の成形面１３ａは湾曲ないし曲折しており、一対の型材１３を組み合わせることによって、異形の成形空間１４を形成できる。熱源となるヒーター用部材は、型１２の外側に設置されており、これによって成形空間１４内の樹脂を加熱し、流動化させる。
【００３１】
ここで、本発明に従い、成形空間１４に面する型材１３の成形面１３ａを被覆するように、熱伝導率０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以下のアモルファス炭素膜１５を被覆する。これによって、成形面１３ａが全体にわたって温度均一化され、特に成形面の角部における温度低下を抑制し、角部周辺における成形不良を減少させることができる。
【００３２】
アモルファス炭素膜とは結晶構造をもたないカーボン膜のことを言う。その為、水素含有量や材料硬度、材料弾性率、耐摩耗性、摩擦係数などは非常に幅広い物性値を示す。その中で硬度２ＧＰａ以上、弾性率１００ＭＰａの物性値及び耐摩耗性や０．２以下の摩擦係数を示すものをダイヤモンド状炭素膜と呼ぶ。ダイヤモンド状炭素膜の製造方法は、化学的気相成長法や物理的気相成長法が知られる。本発明において、アモルファス炭素の種類は特に限定されないが、化学的気相成長法により作製されたダイヤモンド状炭素膜が特に好ましい。
【００３３】
従来、ダイヤモンド状炭素膜をヒーター用部材の基材表面に形成することは提案されているが、ダイヤモンド状炭素膜は熱伝導率が著しく高く、従って加熱面の温度を被加熱物に対して伝達することが目的であった。しかし、これでは加熱面における温度分布は大きくなり、また熱効率も著しく低下する。
【００３４】
好適な実施形態においては、アモルファス炭素膜が、パルス幅3μsec以下のパルス電圧を印加することによって、化学的気相成長法によって作製されている。
【００３５】
この場合には、更に、成膜時の圧力を５０Ｔｏｒｒ以下にすることによって、膜質が著しく向上するのとともに、熱伝導率が著しく低いダイヤモンド状炭素膜が得られる。
【００３６】
この実施形態においては、炭素源を含む原料ガスを含む雰囲気下で５０Ｔｏｒｒ以下の圧力下において電極にパルス電圧を印加することにより放電プラズマを生じさせ、基材上に薄膜を生成させる。
【００３７】
この実施形態では、炭素源を含む原料ガスを使用する。炭素源としては、以下を例示できる。
メタノ−ル、エタノ−ル等のアルコ−ル
メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン等のアルカン
エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン等のアルケン
ペンタジエン、ブタジエン等のアルカジエン
アセチレン、メチルアセチレン等のアルキン、
ベンゼン、トルエン、キシレン、インデン、ナフタレン、フェナントレン等の芳香族炭化水素
シクロプロパン、シクロヘキサン等のシクロアルカン
シクロペンテン、シクロヘキセン等のシクロアルケン
【００３８】
炭素源に加えて、以下のガスのうち少なくとも一つを併用することができる。
（ａ） 酸素ガス
（ｂ） 水素ガス
酸素や水素は放電中に原子状となり、ダイヤモンドと同時に生成するグラファイトを除去する効果を有する。
（ｃ） 一酸化炭素、二酸化炭素
（ｄ） 希釈ガス
【００３９】
炭素源と二酸化炭素ガスとを使用する場合には、炭素源ガス／二酸化炭素ガスの混合比率を、１／１〜１／３（ｖｏｌ比）とすることが好ましい。
炭素源の原料ガス雰囲気中に占める濃度は、２〜８０ｖｏｌ％が好ましい。
酸素ガス又は水素ガスのガス雰囲気中に占める濃度は、７０ｖｏｌ％以下であることが好ましい。
【００４０】
希釈ガスとしては、周期律第８族の元素のガス及び窒素ガスが挙げられ、これらの少なくとも１種が使用でき、ヘリウム、アルゴン、ネオン、キセノンが挙げられる。希釈ガスの原料ガス雰囲気中に占める濃度は、２０〜９０ｖｏｌ％が好ましい。
【００４１】
更に、放電時のガス雰囲気にジボラン（ＢＨ3ＢＨ3）、トリメチルボロン（B（ＣＨ３）３）、ホスフィン（ＰＨ3）、メチルホスフィン（ＣＨ3ＰＨ2）等のボロン元素、燐元素を含有するガス及び窒素ガスを加えることもできる。
【００４２】
本実施形態においては、成膜時の雰囲気圧力は４０Ｔｏｒｒ以下であることが好ましく、３０Ｔｏｒｒ以下であることがさらに好ましい。
【００４３】
本実施形態においては、パルス電圧を電極、あるいは対向電極に印加し、プラズマを生成させる。この際、パルス電圧の波形は特に限定されず、インパルス型、方形波型（矩形波型）、変調型のいずれであってもよい。直流バイアス電圧を同時に印加することができる。
【００４４】
本実施形態においては、パルス電圧の周波数は、１ｋＨｚ〜１００ｋＨｚであることが好ましい。１ｋＨｚ未満であると処理に時間がかかりすぎ、１００ｋＨｚを超えるとアーク放電が発生し易くなる。
電界の大きさは特に限定されないが、例えば対向電極間の電界強度を１〜１００ｋＶ／ｃｍとすることが好ましい。
【００４５】
前述のようなパルス電圧は、急峻パルス発生電源によって印加できる。このような電源としては、磁気圧縮機構を必要としない静電誘導サイリスタ素子を用いた電源、磁気圧縮機構を備えたサイラトロン、ギャップスイッチ、ＩＧＢＴ素子、ＭＯＦ−ＦＥＴ素子、静電誘導サイリスタ素子を用いた電源を例示できる。
【００４６】
図３は、本発明に利用できる装置を模式的に示す図であり、対向電極を用いた例である。
チャンバー２１内で成膜を実施する。基材は電極２５もしくは電極２４の上に設置することができる。図３では電極２５上に基材２６が設置されており、基材２６と電極２４とが対向しており、その間の空間に放電プラズマを生じさせる。チャンバー２１のガス供給孔２２から矢印Ａのように原料ガスを供給し、電極間に静電誘導サイリスタ素子を用いた電源２３からパルス電圧を印加してプラズマを生じさせる。これによって基材２６上に薄膜２７を生成させる。使用済のガスは排出孔２８から矢印１３のように排出される。下部電極２５内には冷媒の流通路２９を形成し、流通路２９内に矢印Ｃ、Ｄのように冷媒を流通させる。これによって、基材２６の温度を所定温度、例えば２０〜１０００℃に制御する。
【実施例】
【００４７】
（実験１：アモルファス炭素膜の作製方法と熱伝導率測定）
以下のようにして，アモルファス炭素の薄膜を製造した。電源２３としては、静電誘導サイリスタ素子を用いたパルス電源を用いた。チャンバー２１はステンレス製である。電極の直径はφ１００ｍｍである。電極２５の表面には誘電体は設置されておらず、ステンレス製の金属表面である。電極上に厚さ0.5mm、大きさ10×10mmのSi基材２６を配置した。
【００４８】
油回転ポンプと拡散ポンプを用いて、チャンバー内の圧力が１×１０−２Ｐａになるまで排気を行った。次いで、ガス供給孔からアセチレン５０ｓｃｃｍを導入しながら、電極にパルス電圧を印加した。パルス電圧の周波数は10kHzであり、立ち上がり時間は300nsecであり、立ち下がり時間は800nsecであり、パルス継続時間は1100nsecである。このパルス電圧を印加して30−6000分間放電を行い、アモルファス炭素膜を成膜した。
【００４９】
成膜されたアモルファス炭素膜の膜厚を、接触式の段差計によって測定したところ、膜厚が0.82−13.24μｍであることを確認した。また、ラマン分光装置（日本分光社製、「NRS-1000」）を使用して、ラマン分光分析を行った。この結果、波数1350〜1450ｃｍ−１にショルダーピークを確認できる共に、1580ｃｍ−１周辺にメインピークを確認でき、膜品質が良好であることが判明した。
【００５０】
成膜されたそれぞれのアモルファス炭素膜の熱伝導率を測定した。熱拡散測定（アルバック理工製 熱定数測定装置「TC-7000」）は、室温の大気雰囲気下で実施し、比熱測定（セイコーインスツルメンツ製「DSC220C」）は、25℃のアルゴンガス50ml／min気流雰囲気、測定重量33mg、基準試料サファイヤにおいて実施した。得られたアモルファス炭素膜の熱伝導率は0.05−0.11Ｗ／ｍ・Ｋであった。結果を未成膜のシリコン基材と共に表１に示す。
【００５１】
【表１】
【００５２】
（実験２：薄膜の作製方法と保温性確認試験）
次に示すように、アモルファス炭素の薄膜を製造した。電源としては、静電誘導サイリスタ素子を用いたパルス電源を用いた。チャンバーはステンレス製である。電極の直径はφ１００ｍｍである。電極の表面には誘電体は設置されておらず、ステンレス製の金属表面である。電極上に厚さ０．５ｍｍのSUS304基材を配置した。
【００５３】
油回転ポンプと拡散ポンプを用いて、チャンバー内の圧力が１×１０−２Paになるまで排気を行った。次いで、ガス供給孔からアセチレン50sccmを導入しながら、電極にパルス電圧を印加した。パルス電圧の周波数は10kHzであり、立ち上がり時間は300nsecであり、立ち下がり時間は800nsecであり、パルス継続時間は1100nsecである。このパルス電圧を印加して60分間放電を行い、アモルファス炭素膜を成膜した。
【００５４】
片面のみアモルファス炭素膜をコートした試料と、両面をコートした試料との２種類の試料を準備した。各試料について、成膜されたアモルファス炭素膜の膜厚を接触式の段差計によい測定したところ、膜厚が2.5~3.0μmであることを確認した。またラマン分光装置（日本分光社製、「NRS-1000」）を使用して、ラマン分光分析を行った。この結果、波数１３５０〜１４５０ｃｍ−１にショルダーピークを確認できる共に、1580ｃｍ−１周辺にメインピークを確認でき、膜品質が良好であることが判明した。
【００５５】
図１（ａ）、（ｂ）に示すヒーター用部材を作製した。局所的に60℃に加熱されたホットプレート２上に、片面３ａのみアモルファス炭素をコートしたSUS304基材３、両面３ａ、３ｂにコートしたSUS304基材３、未コートのSUS304基材３の３種類を設置し、一定時間後の表面温度分布を測定した。この結果を図４に示す。片面３ａのみにアモルファス炭素膜５をコートした基材の場合は、ホットプレート面と接するのは、コートをしていない面３ｂである。この結果、未コート基材は放熱とのバランスから、温度が30℃程度までしかあがらなかった。一方、片面もしくは両面にアモルファス炭素膜をコートした基材３は、ホットプレート部では約60℃まで上昇し、熱の拡散も確認できる。また片面３ａにアモルファス炭素膜５をコートした基材のほうが、ホットプレートに直接接触している箇所の熱伝導率が高い為に、良好な結果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】（ａ）は、本発明の一実施形態に係るヒーター用部材１を概略的に示す断面図であり、（ｂ）は、本発明の他の実施形態に係るヒーター用部材１Ａを概略的に示す断面図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本発明の一実施形態に係るヒーター用部材６、６Ａを概略的に示す断面図であり、（ｃ）は、本発明を適用した型１２を示す断面図である。
【図３】アモルファス炭素膜を成膜する際に使用可能な成膜装置を示す模式図である。
【図４】ヒーター用部材における温度分布を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５７】
１、１Ａ、６、６Ａ ヒーター用部材 ２ 加熱フランジ ３、７、１３ 基材 ４、５、１０、１１、１５ アモルファスカーホン膜 ５ａ 加熱面 １２ 型 １４ 成形空間
【技術分野】
【０００１】
本発明はヒーター用部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１においては、発熱する抵抗層の保護層として水素化アモルファス炭素膜もしくはダイヤモンド状炭素膜を用いるヒーター構造が提案されている。またその当該膜が金属やフッ素を添加することを特徴とすると共に、特許文献１の（００１１）に記載の通り、そのダイヤモンド状炭素膜は熱伝導率が200~600W/m・Kと非常に高い物性値を利用したことを特徴とすると記載されている。
【特許文献１】特開平7-130456
【０００３】
特許文献２においては、食品加熱器の伝熱部にダイヤモンド状炭素膜を被覆することを特徴とすることが記載されている。該特許内で紹介されているダイヤモンド状炭素膜もダイヤモンドに近い1.3~4.4cal/cm・sec・K（151~511W/m・K程度）の熱伝導率を利用したことが記載されている。
【特許文献２】特公平6-40853
【０００４】
特許文献３においては、セラミック加熱冷却器が記載されており、そのセラミックの焼結体の熱伝導率が10W/m・K以上であることが特徴であることが明示されている。
【特許文献３】特開平6-66085
【０００５】
なお、本出願人は、特許文献４において、１００Ｔｏｒｒ以上の比較高い圧力、特に大気圧付近でもダイヤモンド状炭素膜を良好に形成する方法を初めて開示した。
【特許文献４】特開２００４−２７００２２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、表面に炭素膜を備えた従来の加熱器構造では、被加熱物へと素早く熱を伝えることには優れるが、半面、放熱特性との関係から温度分布を悪くする問題を発生させ、温度の均一性と熱効率とが低下する。放熱特性の影響を受けずに均熱性を維持する観点から、低熱伝導率の基材を使用した場合には、基材の熱伝導が低いことにより、素早い加熱が出来ず、応答性が悪い。
【０００７】
ヤカンやポット、アルミホイル等に代表される保温器具、保温カバーにおいては、加工の観点から金属材料により仕上げられており、保温器具、保温カバーの表面から逃げる熱により、保温効率を低下させている。また、３次元形状の金属材料、例えば金型の場合には、平面部と比較して角部からの放熱が激しくなる。このため、３次元形状の金型を全体的に均一な温度に保つことは困難であり、成型品にムラが生じやすい。
【０００８】
本発明の課題は、基材およびこの基材を加熱する熱源を備えるヒーター用部材において、素早い加熱応答性を保持し、温度の均一性を向上させ、かつ耐久性を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るヒーター用部材は、熱源によって加熱されるべき、熱伝導率が５．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の基材、および基材の少なくとも一部を被覆する、熱伝導率０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以下のアモルファス炭素膜を備えている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、熱伝導率が５．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の基材を使用しているので、加熱時に熱源から基材の全体に素早く熱を伝達することができ、加熱時の応答性と熱効率とが高い。これと共に、熱伝導率０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以下のアモルファス炭素膜を設けることによって、基材表面からの放熱による熱効率低下と温度の均一性の低下を防止できるので、熱効率が高く、温度均一性が高いヒーター用部材を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明のヒーターにおいては、基材を加熱するための熱源の形態や位置は特に限定されない。好適な実施形態においては、熱源が基材中に設けられており、通電により発熱する発熱体である。このようなヒーターの用途は限定されず、あらゆる用途に使用できるが、高度の温度均一性を要する半導体製造用ヒーターが特に好ましい。
【００１２】
また、好適な実施形態においては、熱源が、基材に接する熱源である。このような熱源の種類は特に限定されない。例えば、油、エアー等の熱媒体が循環する加熱フランジであってよい。あるいは、基材中に抵抗発熱体が埋設された別体の加熱装置であってよい。
【００１３】
基材の熱伝導率は５．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上とするが、本発明の観点からは、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上とすることが好ましく、３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上とすることが更に好ましい。
【００１４】
基材は、絶縁性であってよく、あるいは導電性、半導性であってよい。好適な実施形態においては、基材が、窒化アルミニウム、アルミナ、炭化珪素、窒化珪素およびイットリアからなる群より選ばれた一種以上の材料である。
【００１５】
また、基材が、鉄系金属およびアルミニウム系金属からなる群より選ばれている。このような鉄系金属としては、オーステナイト系SUS材、マルテンサイト系SUS材、一般構造用圧延鋼材、機械構造用炭素鉄鋼材、炭素工具鉄鋼材、合金工具鉄鋼材、クロムモリブデン鉄鋼材、硫黄及び硫黄複合快削鉄鋼材、高炭素クロム軸受鉄鋼材、冷間圧延鉄鋼板、熱間圧延鋼板、などがあげられる。
また、アルミニウム系金属としては、アルミニウムの他、Al-Cu系合金、Al-Mg系合金、Al-Mg-Si系合金、Al-Zn-Mg系合金を例示できる。これら以外に、黄銅板、快削黄銅を利用することもできる。
【００１６】
アモルファス炭素膜の熱伝導率は、０．３Ｗ／ｍ・Ｋ以下とすることが更に好ましい。しかし、アモルファス炭素膜の熱伝導率が低くなりすぎると、非加熱物への熱伝達が低下するおそれがあるので、０．００１Ｗ／ｍ・Ｋ以上とすることが好ましい。
【００１７】
アモルファス炭素膜の熱伝導率は、熱拡散測定と比熱測定から得られる数値を元に算出される。
【００１８】
また、好適な実施形態においては、アモルファス炭素膜の硬度が２GＰａ以上であり、弾性率が１００ＭＰａ以上である。これによってヒーター用部材の耐久性を一層改善することができる。
【００１９】
また、好適な実施形態においては、アモルファス炭素膜が、金属およびフッ素を実質的に含有しない。これによって、半導体製造用途のように、金属汚染およびフッ素汚染を嫌う用途において好適なヒーター用部材を提供できる。
【００２０】
好適な実施形態においては、アモルファス炭素膜の膜厚が０．００１μｍ以上、５０．０μｍ以下である。この膜厚を０．００１μｍ以上とすることによって、本発明による作用効果を得やすい。本発明の作用効果の観点からは、膜厚を０．１μｍ以上とすることが更に好ましく、０．５μｍ以上とすることが一層好ましい。また、アモルファス炭素膜の膜厚が大きすぎると、非加熱物への熱伝達が抑制され易くなるので、この観点からは、アモルファス炭素膜の膜厚は５０．０μｍ以下とすることが好ましく、５．０μｍ以下とすることが更に好ましい。
【００２１】
図１（ａ）に示すヒーター用部材１においては、熱源となる加熱フランジ２の表面２ａ上に基材３が設置されている。基材３の下側面３ｂには、熱伝導率０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以下のアモルファス炭素膜４が設けられており、上側面３ａには、熱伝導率０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以下のアモルファス炭素膜５が設けられている。被加熱物はアモルファス炭素膜５側に設置する。
【００２２】
図１（ｂ）に示すヒーター用部材１Ａにおいては、熱源となる加熱フランジ２の表面２ａ上に基材３が設置されている。基材３の上側面３ａには、熱伝導率０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以下のアモルファス炭素膜５が設けられている。被加熱物はアモルファス炭素膜５側に設置する。図１（ｂ）のように、熱源である加熱フランジ２と基材３との間にアモルファス炭素膜を設けない方が、熱源から基材への熱伝達は向上するので好ましい。
【００２３】
また、図２（ａ）、（ｂ）は、基材内部に発熱体を埋設した例を示す。図２（ａ）のヒーター用部材６は、基材７と、基材７内に埋設された発熱体８と、発熱体８の端部に連結された端子９を備えている。本例では端子９も基材７内部に埋設されている。基材７の加熱面７ａに、熱伝導率０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以下のアモルファス炭素膜５が形成されており、アモルファス炭素膜５の表面５ａ側を加熱面とする。基材７の背面７ｂにはアモルファス炭素膜は形成されていない。
【００２４】
このように、熱源を内部に含むセラミックスヒーター用部材に、熱伝導率０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以下のアモルファス炭素膜５をコートすることで、加熱面の温度の均一性が増し、プロセス時における面内バラツキを低減することが可能になる。このようなヒーター用部材は半導体プロセス用途に特に好適である。また、このような低伝導率のアモルファス炭素膜は、耐食性が高く、ヒーター用部材表面の耐摩耗性の向上が期待できる。
【００２５】
また、熱源を内部に含む、例えば半導体プロセス用のセラミックスヒーター用部材表面（加熱面）に、局所的にアモルファス炭素膜をコートすることにより、保温箇所と冷却箇所を分離することが可能となる。
【００２６】
例えば、図２（ｂ）のヒーター用部材６Ａは、基材７と、基材７内に埋設された発熱体８と、発熱体８の端部に連結された端子９を備えている。本例では、端子９も基材７内部に埋設されている。基材７の加熱面７ａのうち、周縁部ないしエッジ部７ｃには、熱伝導率０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以下のアモルファス炭素膜１０が形成されている。加熱面７ａのうち中央部７ｄには、熱伝導率０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以下のアモルファス炭素膜を形成しない。なお、側面７ｅにも、熱伝導率０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以下のアモルファス炭素膜１１を形成することができる。
【００２７】
このようなヒーター用部材では、加熱面における設定温度が高くなるほど、基材７の側面側からの放熱が大きくなり、このために基材７の加熱面の中央部７ｄの温度が周縁部７ｃの温度よりも高くなりやすい。ここで、熱伝導率０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以下のアモルファス炭素膜１０を加熱面７ａの周縁部のみに形成することによって、周縁部からの放熱を抑制し、中央部からの放熱を促進することができる。これによって、加熱面全体の温度の均一性を更に改善することが可能となる。このような観点からは、側面上にも、熱伝導率０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以下のアモルファス炭素膜１１を形成することも好ましい。
【００２８】
また、熱伝導率０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以下のアモルファス炭素膜は、平坦面上だけでなく、三次元的に湾曲した曲面上にも形成できるし、あるいは互いに交差する複数の平坦面に対しても形成することができる。このため、複雑な形状をした加熱面を有するヒーター用部材に対して、特に好適に適用することができる。
【００２９】
このようなヒーター用部材としては、例えばヤカンやポット、アルミホイル等に代表される保温器具、保温カバーや、樹脂成形用の型材を例示できる。例えば、樹脂を成形する過程においては、型内の成形空間の形状に起因し、熱分布の効果が顕著に表れていた。例えば平坦面に比べて角部の方が温度が低くなり、成形不良が多発しやすい。しかし、本発明により、熱伝導率０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以下のアモルファス炭素膜を基材に被覆することによって、熱分布の均一性を改善することができ、樹脂成形性を改善できると共に、樹脂の離型性を高めることが可能である。
【００３０】
例えば、図２（ｃ）に示す例では、樹脂成形用の型１２は、類似形状の一対の型材１３の組み合わせからなっている。そして、各型材１３の成形面１３ａは湾曲ないし曲折しており、一対の型材１３を組み合わせることによって、異形の成形空間１４を形成できる。熱源となるヒーター用部材は、型１２の外側に設置されており、これによって成形空間１４内の樹脂を加熱し、流動化させる。
【００３１】
ここで、本発明に従い、成形空間１４に面する型材１３の成形面１３ａを被覆するように、熱伝導率０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以下のアモルファス炭素膜１５を被覆する。これによって、成形面１３ａが全体にわたって温度均一化され、特に成形面の角部における温度低下を抑制し、角部周辺における成形不良を減少させることができる。
【００３２】
アモルファス炭素膜とは結晶構造をもたないカーボン膜のことを言う。その為、水素含有量や材料硬度、材料弾性率、耐摩耗性、摩擦係数などは非常に幅広い物性値を示す。その中で硬度２ＧＰａ以上、弾性率１００ＭＰａの物性値及び耐摩耗性や０．２以下の摩擦係数を示すものをダイヤモンド状炭素膜と呼ぶ。ダイヤモンド状炭素膜の製造方法は、化学的気相成長法や物理的気相成長法が知られる。本発明において、アモルファス炭素の種類は特に限定されないが、化学的気相成長法により作製されたダイヤモンド状炭素膜が特に好ましい。
【００３３】
従来、ダイヤモンド状炭素膜をヒーター用部材の基材表面に形成することは提案されているが、ダイヤモンド状炭素膜は熱伝導率が著しく高く、従って加熱面の温度を被加熱物に対して伝達することが目的であった。しかし、これでは加熱面における温度分布は大きくなり、また熱効率も著しく低下する。
【００３４】
好適な実施形態においては、アモルファス炭素膜が、パルス幅3μsec以下のパルス電圧を印加することによって、化学的気相成長法によって作製されている。
【００３５】
この場合には、更に、成膜時の圧力を５０Ｔｏｒｒ以下にすることによって、膜質が著しく向上するのとともに、熱伝導率が著しく低いダイヤモンド状炭素膜が得られる。
【００３６】
この実施形態においては、炭素源を含む原料ガスを含む雰囲気下で５０Ｔｏｒｒ以下の圧力下において電極にパルス電圧を印加することにより放電プラズマを生じさせ、基材上に薄膜を生成させる。
【００３７】
この実施形態では、炭素源を含む原料ガスを使用する。炭素源としては、以下を例示できる。
メタノ−ル、エタノ−ル等のアルコ−ル
メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン等のアルカン
エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン等のアルケン
ペンタジエン、ブタジエン等のアルカジエン
アセチレン、メチルアセチレン等のアルキン、
ベンゼン、トルエン、キシレン、インデン、ナフタレン、フェナントレン等の芳香族炭化水素
シクロプロパン、シクロヘキサン等のシクロアルカン
シクロペンテン、シクロヘキセン等のシクロアルケン
【００３８】
炭素源に加えて、以下のガスのうち少なくとも一つを併用することができる。
（ａ） 酸素ガス
（ｂ） 水素ガス
酸素や水素は放電中に原子状となり、ダイヤモンドと同時に生成するグラファイトを除去する効果を有する。
（ｃ） 一酸化炭素、二酸化炭素
（ｄ） 希釈ガス
【００３９】
炭素源と二酸化炭素ガスとを使用する場合には、炭素源ガス／二酸化炭素ガスの混合比率を、１／１〜１／３（ｖｏｌ比）とすることが好ましい。
炭素源の原料ガス雰囲気中に占める濃度は、２〜８０ｖｏｌ％が好ましい。
酸素ガス又は水素ガスのガス雰囲気中に占める濃度は、７０ｖｏｌ％以下であることが好ましい。
【００４０】
希釈ガスとしては、周期律第８族の元素のガス及び窒素ガスが挙げられ、これらの少なくとも１種が使用でき、ヘリウム、アルゴン、ネオン、キセノンが挙げられる。希釈ガスの原料ガス雰囲気中に占める濃度は、２０〜９０ｖｏｌ％が好ましい。
【００４１】
更に、放電時のガス雰囲気にジボラン（ＢＨ3ＢＨ3）、トリメチルボロン（B（ＣＨ３）３）、ホスフィン（ＰＨ3）、メチルホスフィン（ＣＨ3ＰＨ2）等のボロン元素、燐元素を含有するガス及び窒素ガスを加えることもできる。
【００４２】
本実施形態においては、成膜時の雰囲気圧力は４０Ｔｏｒｒ以下であることが好ましく、３０Ｔｏｒｒ以下であることがさらに好ましい。
【００４３】
本実施形態においては、パルス電圧を電極、あるいは対向電極に印加し、プラズマを生成させる。この際、パルス電圧の波形は特に限定されず、インパルス型、方形波型（矩形波型）、変調型のいずれであってもよい。直流バイアス電圧を同時に印加することができる。
【００４４】
本実施形態においては、パルス電圧の周波数は、１ｋＨｚ〜１００ｋＨｚであることが好ましい。１ｋＨｚ未満であると処理に時間がかかりすぎ、１００ｋＨｚを超えるとアーク放電が発生し易くなる。
電界の大きさは特に限定されないが、例えば対向電極間の電界強度を１〜１００ｋＶ／ｃｍとすることが好ましい。
【００４５】
前述のようなパルス電圧は、急峻パルス発生電源によって印加できる。このような電源としては、磁気圧縮機構を必要としない静電誘導サイリスタ素子を用いた電源、磁気圧縮機構を備えたサイラトロン、ギャップスイッチ、ＩＧＢＴ素子、ＭＯＦ−ＦＥＴ素子、静電誘導サイリスタ素子を用いた電源を例示できる。
【００４６】
図３は、本発明に利用できる装置を模式的に示す図であり、対向電極を用いた例である。
チャンバー２１内で成膜を実施する。基材は電極２５もしくは電極２４の上に設置することができる。図３では電極２５上に基材２６が設置されており、基材２６と電極２４とが対向しており、その間の空間に放電プラズマを生じさせる。チャンバー２１のガス供給孔２２から矢印Ａのように原料ガスを供給し、電極間に静電誘導サイリスタ素子を用いた電源２３からパルス電圧を印加してプラズマを生じさせる。これによって基材２６上に薄膜２７を生成させる。使用済のガスは排出孔２８から矢印１３のように排出される。下部電極２５内には冷媒の流通路２９を形成し、流通路２９内に矢印Ｃ、Ｄのように冷媒を流通させる。これによって、基材２６の温度を所定温度、例えば２０〜１０００℃に制御する。
【実施例】
【００４７】
（実験１：アモルファス炭素膜の作製方法と熱伝導率測定）
以下のようにして，アモルファス炭素の薄膜を製造した。電源２３としては、静電誘導サイリスタ素子を用いたパルス電源を用いた。チャンバー２１はステンレス製である。電極の直径はφ１００ｍｍである。電極２５の表面には誘電体は設置されておらず、ステンレス製の金属表面である。電極上に厚さ0.5mm、大きさ10×10mmのSi基材２６を配置した。
【００４８】
油回転ポンプと拡散ポンプを用いて、チャンバー内の圧力が１×１０−２Ｐａになるまで排気を行った。次いで、ガス供給孔からアセチレン５０ｓｃｃｍを導入しながら、電極にパルス電圧を印加した。パルス電圧の周波数は10kHzであり、立ち上がり時間は300nsecであり、立ち下がり時間は800nsecであり、パルス継続時間は1100nsecである。このパルス電圧を印加して30−6000分間放電を行い、アモルファス炭素膜を成膜した。
【００４９】
成膜されたアモルファス炭素膜の膜厚を、接触式の段差計によって測定したところ、膜厚が0.82−13.24μｍであることを確認した。また、ラマン分光装置（日本分光社製、「NRS-1000」）を使用して、ラマン分光分析を行った。この結果、波数1350〜1450ｃｍ−１にショルダーピークを確認できる共に、1580ｃｍ−１周辺にメインピークを確認でき、膜品質が良好であることが判明した。
【００５０】
成膜されたそれぞれのアモルファス炭素膜の熱伝導率を測定した。熱拡散測定（アルバック理工製 熱定数測定装置「TC-7000」）は、室温の大気雰囲気下で実施し、比熱測定（セイコーインスツルメンツ製「DSC220C」）は、25℃のアルゴンガス50ml／min気流雰囲気、測定重量33mg、基準試料サファイヤにおいて実施した。得られたアモルファス炭素膜の熱伝導率は0.05−0.11Ｗ／ｍ・Ｋであった。結果を未成膜のシリコン基材と共に表１に示す。
【００５１】
【表１】
【００５２】
（実験２：薄膜の作製方法と保温性確認試験）
次に示すように、アモルファス炭素の薄膜を製造した。電源としては、静電誘導サイリスタ素子を用いたパルス電源を用いた。チャンバーはステンレス製である。電極の直径はφ１００ｍｍである。電極の表面には誘電体は設置されておらず、ステンレス製の金属表面である。電極上に厚さ０．５ｍｍのSUS304基材を配置した。
【００５３】
油回転ポンプと拡散ポンプを用いて、チャンバー内の圧力が１×１０−２Paになるまで排気を行った。次いで、ガス供給孔からアセチレン50sccmを導入しながら、電極にパルス電圧を印加した。パルス電圧の周波数は10kHzであり、立ち上がり時間は300nsecであり、立ち下がり時間は800nsecであり、パルス継続時間は1100nsecである。このパルス電圧を印加して60分間放電を行い、アモルファス炭素膜を成膜した。
【００５４】
片面のみアモルファス炭素膜をコートした試料と、両面をコートした試料との２種類の試料を準備した。各試料について、成膜されたアモルファス炭素膜の膜厚を接触式の段差計によい測定したところ、膜厚が2.5~3.0μmであることを確認した。またラマン分光装置（日本分光社製、「NRS-1000」）を使用して、ラマン分光分析を行った。この結果、波数１３５０〜１４５０ｃｍ−１にショルダーピークを確認できる共に、1580ｃｍ−１周辺にメインピークを確認でき、膜品質が良好であることが判明した。
【００５５】
図１（ａ）、（ｂ）に示すヒーター用部材を作製した。局所的に60℃に加熱されたホットプレート２上に、片面３ａのみアモルファス炭素をコートしたSUS304基材３、両面３ａ、３ｂにコートしたSUS304基材３、未コートのSUS304基材３の３種類を設置し、一定時間後の表面温度分布を測定した。この結果を図４に示す。片面３ａのみにアモルファス炭素膜５をコートした基材の場合は、ホットプレート面と接するのは、コートをしていない面３ｂである。この結果、未コート基材は放熱とのバランスから、温度が30℃程度までしかあがらなかった。一方、片面もしくは両面にアモルファス炭素膜をコートした基材３は、ホットプレート部では約60℃まで上昇し、熱の拡散も確認できる。また片面３ａにアモルファス炭素膜５をコートした基材のほうが、ホットプレートに直接接触している箇所の熱伝導率が高い為に、良好な結果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】（ａ）は、本発明の一実施形態に係るヒーター用部材１を概略的に示す断面図であり、（ｂ）は、本発明の他の実施形態に係るヒーター用部材１Ａを概略的に示す断面図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本発明の一実施形態に係るヒーター用部材６、６Ａを概略的に示す断面図であり、（ｃ）は、本発明を適用した型１２を示す断面図である。
【図３】アモルファス炭素膜を成膜する際に使用可能な成膜装置を示す模式図である。
【図４】ヒーター用部材における温度分布を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５７】
１、１Ａ、６、６Ａ ヒーター用部材 ２ 加熱フランジ ３、７、１３ 基材 ４、５、１０、１１、１５ アモルファスカーホン膜 ５ａ 加熱面 １２ 型 １４ 成形空間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源によって加熱されるべき、熱伝導率が５．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の基材、および前記基材の少なくとも一部を被覆する、熱伝導率０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以下のアモルファス炭素膜を備えていることを特徴とする、ヒーター用部材。
【請求項２】
前記熱源が、前記基材中に設けられており、通電により発熱する発熱体であることを特徴とする、請求項１記載のヒーター用部材。
【請求項３】
前記熱源が、前記基材に接する加熱装置であることを特徴とする、請求項１記載のヒーター用部材。
【請求項４】
前記基材が、窒化アルミニウム、アルミナ、炭化珪素、窒化珪素およびイットリアからなる群より選ばれた一種以上の材料からな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ヒーター用部材。
【請求項５】
前記基材が、鉄系金属およびアルミニウム系金属からなる群より選ばれてい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ヒーター用部材。
【請求項６】
前記アモルファス炭素膜の熱伝導率が０．００１Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一つの請求項に記載のヒーター用部材。
【請求項７】
前記アモルファス炭素膜の硬度が２GＰａ以上であり、弾性率が１００ＭＰａ以上であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一つの請求項に記載のヒーター用部材。
【請求項８】
前記アモルファス炭素膜が、金属およびフッ素を実質的に含有しないことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一つの請求項に記載のヒーター用部材。
【請求項９】
前記アモルファス炭素膜の膜厚が0.001−50.0μｍであることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一つの請求項に記載のヒーター用部材。
【請求項１０】
前記アモルファス炭素膜が、パルス幅3μsec以下のパルス電圧を印加することによって、化学的気相成長法によって作製されたことを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一つの請求項に記載のヒーター用部材。
【請求項１１】
前記アモルファス炭素膜がダイヤモンド状炭素膜であることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一つの請求項に記載のヒーター用部材。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一つの請求項に記載のヒーター用部材および前記基材を加熱する熱源を備えていることを特徴とする、ヒーター。
【請求項１】
熱源によって加熱されるべき、熱伝導率が５．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の基材、および前記基材の少なくとも一部を被覆する、熱伝導率０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以下のアモルファス炭素膜を備えていることを特徴とする、ヒーター用部材。
【請求項２】
前記熱源が、前記基材中に設けられており、通電により発熱する発熱体であることを特徴とする、請求項１記載のヒーター用部材。
【請求項３】
前記熱源が、前記基材に接する加熱装置であることを特徴とする、請求項１記載のヒーター用部材。
【請求項４】
前記基材が、窒化アルミニウム、アルミナ、炭化珪素、窒化珪素およびイットリアからなる群より選ばれた一種以上の材料からな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ヒーター用部材。
【請求項５】
前記基材が、鉄系金属およびアルミニウム系金属からなる群より選ばれてい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ヒーター用部材。
【請求項６】
前記アモルファス炭素膜の熱伝導率が０．００１Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一つの請求項に記載のヒーター用部材。
【請求項７】
前記アモルファス炭素膜の硬度が２GＰａ以上であり、弾性率が１００ＭＰａ以上であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一つの請求項に記載のヒーター用部材。
【請求項８】
前記アモルファス炭素膜が、金属およびフッ素を実質的に含有しないことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一つの請求項に記載のヒーター用部材。
【請求項９】
前記アモルファス炭素膜の膜厚が0.001−50.0μｍであることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一つの請求項に記載のヒーター用部材。
【請求項１０】
前記アモルファス炭素膜が、パルス幅3μsec以下のパルス電圧を印加することによって、化学的気相成長法によって作製されたことを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一つの請求項に記載のヒーター用部材。
【請求項１１】
前記アモルファス炭素膜がダイヤモンド状炭素膜であることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一つの請求項に記載のヒーター用部材。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一つの請求項に記載のヒーター用部材および前記基材を加熱する熱源を備えていることを特徴とする、ヒーター。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００７−２５７８６０（Ｐ２００７−２５７８６０Ａ）
【公開日】平成１９年１０月４日（２００７．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−７６９４５（Ｐ２００６−７６９４５）
【出願日】平成１８年３月２０日（２００６．３．２０）
【出願人】（０００００４０６４）日本碍子株式会社 (2,325)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月４日（２００７．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月２０日（２００６．３．２０）
【出願人】（０００００４０６４）日本碍子株式会社 (2,325)
【Ｆターム（参考）】
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