ポスト型セラミックスヒータおよびその製造方法
【課題】本体基材とヒータパターンとの間の電流リークが発生しない新規なポスト型セラミックスヒータ構造を提供する。
【解決手段】表面側に端子ボルト挿入穴１１２、裏面側にポスト収容凹部１１３が形成されたヒータ本体１１を準備し、このヒータ本体の周囲および端子ボルト挿入穴とポスト収容凹部の内面をベースコート１１４で絶縁した後、端子ボルト挿入穴に端子ボルト１３を挿入し、ポスト収容凹部に収容したポスト上端の雌ネジ１２１に端子ボルトを螺合させることにより該端子ボルトを介してヒータ本体にポストを連結固定する。次いで、端子ボルトの頭部をヒータ本体の表面と面一になるように切除し、この端子ボルトの切除頭部を含むヒータ本体表面に導電性材料による被膜を形成し、この導電膜を部分的に切除してヒータパターン１４を形成し、さらに露出部全面をオーバーコート１６で絶縁して、ポスト型セラミックスヒータ１０を得る。
【解決手段】表面側に端子ボルト挿入穴１１２、裏面側にポスト収容凹部１１３が形成されたヒータ本体１１を準備し、このヒータ本体の周囲および端子ボルト挿入穴とポスト収容凹部の内面をベースコート１１４で絶縁した後、端子ボルト挿入穴に端子ボルト１３を挿入し、ポスト収容凹部に収容したポスト上端の雌ネジ１２１に端子ボルトを螺合させることにより該端子ボルトを介してヒータ本体にポストを連結固定する。次いで、端子ボルトの頭部をヒータ本体の表面と面一になるように切除し、この端子ボルトの切除頭部を含むヒータ本体表面に導電性材料による被膜を形成し、この導電膜を部分的に切除してヒータパターン１４を形成し、さらに露出部全面をオーバーコート１６で絶縁して、ポスト型セラミックスヒータ１０を得る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体プロセスなどにおいてウエハを加熱するために好適に用いられるポスト型セラミックスヒータおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
セラミックスヒータは半導体プロセスなどにおいてウエハを加熱するための加熱装置として広く用いられており、従来は、円板状のヒータ本体の表面に所定のヒータパターンを形成し、このヒータパターンの両端に給電端子部を設けた構成のものが多用されてきた。
【０００３】
しかしながら、近年ではヒータ表面が１５００℃以上となるような超高温加熱が要求される案件が増加しており、このような場合に、給電端子部がヒータ表面に直接または距離的に近い位置に設けられる従来のヒータを用いると、給電端子部に取り付けた給電ボルトが熱伝導で昇温して焼き付いてしまうことがある。このため、給電ボルトとして耐熱性に優れたモリブデンやニッケルなどの材質を用いて対応しているが、これらの材質はきわめて高価である。
【０００４】
この問題を解消するために、給電端子部をヒータ表面から距離的に離れた位置に設けるべく、いわゆるポスト型セラミックスヒータが提案されるに至った（例えば下記特許文献１〜３参照）。このポスト型セラミックヒータによれば、ヒータ表面と給電端子部との間の距離をポスト長により大きく取ることができるので、給電端子部の過剰な温度上昇を抑止し、給電ボルトの焼損を防止することができる。また、給電のための配線をヒータ本体から遠ざけることができるので、配線の取り回しが容易になり、配線がヒータに当たってショートするというような事故の発生を防止することができる。さらには、ＳＵＳなどの安価に入手可能な材質による給電ボルトの使用が可能となるので、大幅なコストダウンを実現することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１４２４９６号公報
【特許文献２】特開２００７−７３４９２号公報
【特許文献３】特開平１１−３５４２６０号公報
【特許文献４】特開２００３−１５１７２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１，２記載のポスト型セラミックスヒータは、ヒータ本体とポストが一体に形成されているが、この構造の場合、ポスト下端に接続される端子ボルトからの給電が端子間で導通し、ヒータパターンを形成するＰＧとヒータ本体／ポストの基材であるグラファイトとの間で電流リークが生ずる恐れがある。
【０００７】
たとえば、特許文献２の図２に記載されるポスト一体型ヒータでは、２本のポストの各下端に給電ボルト５を接続し、ＰＧなどの導電層３（ポスト下端の給電端子３ｃ，ポストの導電路３ｂを通じてヒータパターン３ｃに給電するが、ヒータ本体／ポストの基材であるグラファイトを通じて端子間で導通が生じ、微小ではあっても電流リークが発生する。電流リークが発生すると電圧が変動するため、プログラム制御などが困難になり、手動制御の場合も電圧がハンチングを起こすため安定した制御を行うことができず、最終的には大きな放電が生じてヒータを焼損させる恐れがある。
【０００８】
特許文献３，４記載のポスト型セラミックヒータは、ヒータ本体とポストが別体として形成され、基材であるグラファイトをＰＢＮなどで絶縁することができるので、上記問題を回避することが可能である。しかしながら、この構造にあってはヒータ本体とポストとを物理的および電気的に接続するための端子ボルトが必要となり、この端子ボルトの頭部がヒータ表面に突出するため、有効な加熱面積が小さくなるという別の問題を抱えている。
【０００９】
たとえば、特許文献３の図７に記載される構造にあっては、給電ポスト９の上端に端子ボルト７でヒータ本体１を連結し、ポスト下端からの給電をポストおよび端子ボルトを介してヒータ本体１のヒータパターン３に供給している（図３の構造もこの点では同様）が、端子ボルトの頭部がヒータ本体の表面（加熱面）から突出するので、有効加熱面が小さくなる。これら図では端子ボルト頭部を超える径のウエハＷを加熱可能なように示されているが、実際には端子ボルト頭部の間に収まる径のウエハを加熱できるにすぎず、処理対象ウエハの径より相当大きい径のヒータとして提供する必要がある。近年のウエハ大径化の傾向に鑑みるとき、致命的な欠点となる。
【００１０】
したがって、本発明は、従来技術の不利欠点を解消することができる新規な構造のポスト型セラミックスヒータを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本願の請求項１に係る発明は、プレート状のヒータ本体と、該ヒータ本体を支持するポストと、ヒータ本体とポストを連結する端子ボルトとから構成されるポスト型セラミックスヒータであって、ヒータ本体は、その表面側に端子ボルト挿入穴が形成されると共に該端子ボルト挿入穴と整列する位置において裏面側にポスト収容凹部が形成されて、これら端子ボルト挿入穴とポスト収容凹部とが連通してヒータ本体を厚さ方向に貫通する形状を有し、ヒータ本体の基材の周囲および端子ボルト挿入穴とポスト収容凹部の内面が絶縁性材料によるベースコートで被覆されており、ポストは、その上端に端子ボルトを螺合する雌ネジが形成されると共に、その下端には給電端子を接続するための端子接続部が形成され、端子ボルトは、ヒータ本体の端子ボルト挿入穴に挿入され且つポスト収容凹部に収容されたポスト上端の雌ネジに螺合されることによりヒータ本体とポストを連結し、且つ、端子ボルト挿入穴に挿入された端子ボルトの頭部はヒータ本体の表面と面一とされ、この端子ボルト頭部を含むヒータ本体表面にヒータパターンが形成されることにより、端子接続部からポストおよび端子ボルトを介してヒータパターンに給電可能な構造を有することを特徴とする。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１記載のポスト型セラミックスヒータにおいて、前記ヒータ本体の裏面に、前記ヒータ本体の表面に形成される前記ヒータパターンと同じ導電性材料による被膜が形成されることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に係る発明は、請求項１または２記載のポスト型セラミックスヒータにおいて、前記ポストの外周面に、前記ヒータ本体の表面に形成される前記ヒータパターンと同じ導電性材料による被膜が形成されることを特徴とする。
【００１４】
請求項４に係る発明は、請求項１ないし３のいずれか一に記載のポスト型セラミックスヒータにおいて、露出面全体が絶縁性材料によるオーバーコートで被覆されることを特徴とする。
【００１５】
請求項５に係る発明は、請求項１ないし４のいずれか一に記載のポスト型セラミックスヒータにおいて、前記ヒータ本体裏面のポスト収容凹部に収容されたポストの回転を防止する手段が設けられることを特徴とする。
【００１６】
請求項６に係る発明は、請求項１ないし５のいずれか一に記載のポスト型セラミックスヒータにおいて、端子ボルトと端子ボルト挿入穴とが互いのテーパー面同士で接合することを特徴とする。
【００１７】
請求項７に係る発明は、（１）表面側に端子ボルト挿入穴が形成されると共に該端子ボルト挿入穴と整列する位置において裏面側にポスト収容凹部が形成され、これら端子ボルト挿入穴とポスト収容凹部とが連通して厚さ方向に貫通している、導電性材料からなるヒータ本体と、上端に端子ボルトを螺合する雌ネジが形成されると共に下端には給電端子を接続するための端子接続部が形成された、導電性材料からポストと、ヒータ本体の端子ボルト挿入穴に収容可能な頭部を有すると共にポスト上端の雌ネジと螺合可能である、導電性材料からなる端子ボルトとを準備する工程と、（２）ヒータ本体の周囲および端子ボルト挿入穴とポスト収容凹部の内面を絶縁性材料によるベースコートで被覆する工程と、（３）このベースコート被覆ヒータ本体の端子ボルト挿入穴に端子ボルトを挿入し、ポスト収容凹部に収容したポストの上端の雌ネジに端子ボルトを螺合させることにより該端子ボルトを介してヒータ本体にポストを連結固定する工程と、（４）端子ボルトの頭部をヒータ本体の表面と面一になるように切除する工程と、（５）この切除された端子ボルト頭部を含むヒータ本体表面に導電性材料による被膜を形成する工程と、（６）この導電膜を部分的に切除して端子ボルト頭部を含むヒータパターンを形成する工程とを有し、端子接続部からポストおよび端子ボルトを介してヒータパターンに給電可能な構造のポスト型セラミックヒータを製造することを特徴とする。
【００１８】
請求項８に係る発明は、請求項７記載のポスト型セラミックスヒータの製造方法において、前記工程（５）を実行する際に、ヒータ本体の裏面にも導電性材料による被膜を形成することを特徴とする。
【００１９】
請求項９に係る発明は、請求項７または８記載のポスト型セラミックスヒータの製造方法において、前記工程（５）を実行する際に、ポストの外周面にも導電性材料による被膜を形成することを特徴とする。
【００２０】
請求項１０に係る発明は、請求項７ないし９のいずれか一記載のポスト型セラミックスヒータの製造方法において、前記工程（６）の後に、（７）全体を絶縁性材料によるオーバーコートで被覆する工程を行うことを特徴とする。
【００２１】
請求項１１に係る発明は、請求項７ないし１０のいずれか一に記載のポスト型セラミックスヒータの製造方法において、前記工程（３）においてポスト収容凹部にポスト上端を収容させる際に、ポスト上端とポスト収容凹部とに跨るようにロックピンを挿入して、端子ボルトを締め付けたときのポストの連れ回りを防止することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１に係る発明によれば、ヒータパターンを有するヒータ本体とポスト下端に設けられる端子接続部とがポストの長さによって距離的に隔てられるので、端子接続部の過剰な温度上昇を抑止し、端子接続部に取り付けられる給電ボルトの焼損を防止することができると共に、給電のための配線の取り回しが容易になり、配線がヒータに当たってショートするというような事故の発生を防止することができる。さらには、ＳＵＳなどの安価に入手可能な材質による給電ボルトの使用が可能となるので、コストメリットが大きい。
【００２３】
さらに、このヒータ構造によれば、ポストへの給電をポストおよび端子ボルトを介してヒータ本体のヒータパターンに通電させるようにしているが、ヒータ本体の基材の周囲および端子ボルト挿入穴とポスト収容凹部の内面が絶縁性材料によるベースコートで被覆されているので、ヒータ本体は完全に絶縁されている。したがって、グラファイトなどのヒータ本体基材とＰＧなどのヒータパターンとの間の電流リークは発生せず、プログラム制御などにおいて厳密な制御を行うことが可能である。
【００２４】
請求項２に係る発明によれば、さらに、ヒータ本体表面にヒータパターンが形成されると共にヒータ本体裏面にも同様の被膜が形成されるので、ヒータ本体表裏の被膜厚バランスが良好となり、反りが生じにくいものとなる。
【００２５】
請求項３に係る発明によれば、さらに、ポストの外周面にも導電性材料による被膜が形成されるので、ポスト基材として通常使用されるポーラスなグラファイトの内部に入り込んでその空隙率を下げて密度を上げ、ポスト強度を増大させることができる。
【００２６】
請求項４に係る発明によれば、さらに、ヒータ本体表面のヒータパターンがオーバーコートで絶縁されるので、腐食性のプロセスガスに対する耐性の低いＰＧなどによるヒータパターンを保護すると共に、ガスや他の導電性部品との放電によるＰＧの焼損を防止することができる。
【００２７】
請求項５に係る発明によれば、さらに、端子ボルトでヒータ本体とポストとを接合する際に端子ボルトを締め付けたときにポストが連れ回りしてしまうことを防止し、接合作業を容易に行うことができる。
【００２８】
請求項６に係る発明によれば、さらに、テーパー面同士の接合を介してヒータ本体とポストとを強固に連結させることができる。
【００２９】
請求項７に係る発明によれば、請求項１に係る発明について既述した効果を発揮し得るポスト型セラミックスヒータを効率的に製造するための方法が提供される。
【００３０】
請求項８に係る発明によれば、さらに、ヒータパターンとなる被膜をヒータ本体表面に形成する際に、ヒータ本体裏面にも同様の被膜を形成するので、ヒータ本体表裏の被膜厚バランスが良好となり、反りが生じにくいものとなる。
【００３１】
請求項９に係る発明によれば、さらに、ヒータパターンとなる被膜をヒータ本体表面に形成する際に、ポストの外周面にも導電性材料による被膜を形成するので、ポスト基材として通常使用されるポーラスなグラファイトの内部に入り込んでその空隙率を下げて密度を上げ、ポスト強度を増大させることができる。
【００３２】
請求項１０に係る発明によれば、さらに、ヒータ本体表面のヒータパターンを含めた全体がオーバーコートで電気的に絶縁されるので、安全性および寿命が増大する。
【００３３】
請求項１１に係る発明によれば、さらに、端子ボルトでヒータ本体とポストとを接合する際に端子ボルトを締め付けたときにポストが連れ回りしてしまうことを防止し、接合作業を容易に行うことができると共に、ポストヒータ本体との密着を確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態によるセラミックスヒータの側面図（ａ）およびそのＡ部拡大断面図（ｂ）である。
【図２】このセラミックスヒータに形成されるヒータパターンの一例を示す平面図である。
【図３】このセラミックヒータの一構成要素であるヒータ本体の基材形状を示す断面図（ａ）およびポスト収容凹部の形状を示す下面拡大図（ｂ）である。
【図４】このセラミックヒータの他の構成要素であるポストの基材形状を示す上面図および上端部断面図である。
【図５】このセラミックスヒータの製造工程を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下に本発明の一実施形態によるセラミックスヒータについて添付図面を参照して説明するが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において広く変形態様を取り得ることに留意されたい。
【００３６】
このセラミックスヒータ１０は、ヒータ本体１１と、ポスト１２と、ヒータ本体１１とポスト１２とを連結固定する端子ボルト１３とを有して構成されている。ヒータ本体１１の表面には、図２に例示されるようなヒータパターン１４が形成されている。この実施形態におけるヒータパターン１４は単一の加熱領域に形成されるパターンであるのでその両端にそれぞれ端子ボルト１３を介してポスト１２，１２が設けられているが、たとえば外側と内側の２つ（またはそれ以上）の加熱領域に分けて各々ヒータパターンが形成される場合は各パターンの両端にポスト１２が設けられるので、（ヒータパターン数×２）本のポストが設けられることになる。また、安定性や全体の強度などを考慮して、端子ボルト１３を介してヒータパターン１４に電気的に接続されるポスト１２とは別に、同様の形状および寸法の一または複数の捨てポストが設けられる場合もある。
【００３７】
以下、さらに図３ないし図５を併せて参照して、このセラミックスヒータ１０の詳細な構造および製造方法について説明する。
【００３８】
ヒータ本体１１は、グラファイトやグラッシーカーボンなどの導電性材料からプレート状ないし円板状に形成された基材１１１の外周縁近く２箇所において、表面側に端子ボルト挿入穴１１２が形成されると共に、この端子ボルト挿入穴１１２と同心状に整列するポスト収容凹部１１３が裏面側に形成され、これら端子ボルト挿入穴１１２とポスト収容凹部１１３が連続して基材１１１を厚さ方向に貫通している（図３）。
【００３９】
端子ボルト挿入穴１１２は、後に詳述する端子ボルト１３が表面側から挿入されるものであるから、端子ボルト１３に対応した形状および寸法を有するように形成され、端子ボルト頭部１３２のテーパーに沿ったテーパー面で基材１１１表面に開口している。ポスト収容凹部１１３は、後に詳述するポスト１２の上端部が裏面側から挿入されるものであるから、ポスト１２の上端部に対応した形状および寸法を有するように形成されるが、後述するようにその一部が略半円状に拡大されて基材側ロックピン嵌合部１１９を形成している。
【００４０】
このような形状に加工されたヒータ本体１１（基材１１１）を準備する（図５：Ｓ１）。次いで、その全周および端子ボルト挿入穴１１２とポスト収容凹部１１３（基材側ロックピン嵌合部１１９を含む）の内面を、ＰＢＮ（熱分解性窒化ホウ素）などの絶縁性材料によるベースコート１１４で被覆する（図５：Ｓ２）。
【００４１】
ポスト１２は、グラファイトやグラッシーカーボンなどの導電性材料から略丸棒状に形成されるが、その上端に、端子ボルト１３の軸部に形成された雄ネジ１３１を螺合する雌ネジ１２１を有する（図４）と共に、その下端には給電ボルト（図示せず）を接続するための端子接続部１２２を有する。ポスト１２はあらかじめこのような形状に加工して準備しておく。
【００４２】
次いで、グラファイトやグラッシーカーボンなどの導電性材料から形成される端子ボルト１３を、ヒータ本体１１の表面側から端子ボルト挿入穴１１２に挿入し、端子ボルト軸の雄ネジ１３１を、ヒータ本体１１の裏面側からポスト収容凹部１１３に収容したポスト１２上端の雌ネジ１２１に螺合させた状態にして締め付けていくことにより、ヒータ本体１１とポスト１２を物理的に強固に連結する（図５：Ｓ３）。図示実施形態のように、端子ボルト１３と端子ボルト挿入穴１１２とが互いのテーパー面同士で接合する構成を採用することにより、より一層強固な連結状態を得ることができる。
【００４３】
なお、図示実施形態では、端子ボルト頭部１３２に一方向または十字形の溝１３３が刻設されていてここにマイナスまたはプラスのドライバーを挿入して端子ボルト回転操作を容易にしているが、これに代えて、たとえば端子ボルト頭部１３２を断面六角形状に形成して六角レンチを用いて端子ボルト回転操作を行うようにしても良い。
【００４４】
端子ボルト１３を締め付けてヒータ本体１１とポスト１２を連結する際に、端子ボルト回転と共にポスト１２が連れ回りすることを防止するため、ロックピン１５などの回転防止手段を設けることが好ましい。図示実施形態では、ヒータ本体基材１１１の裏面に形成したポスト収容凹部１１３をポスト１２の外径に応じた口径を有する断面円形の凹部としつつ、その開口縁の一部を外側に向けて小径の略半円状に拡げてヒータ基材側ロックピン嵌合部１１９とし、一方、ポスト１２上端部の外周の一部を内方に向けて同径の略半円状に切り欠いてポスト側ロックピン嵌合部１２４とし、これらロックピン嵌合部１１９，１２４同士が対向して形成される断面小円形の凹部にロックピン１４を嵌め込んで回転防止手段としている（図３（ｂ）および図４（ａ）参照）。回転防止手段はこのような構成に限定されるものではなく、端子ボルト１３を締め付けたときにポスト１２が連れ回りすることを防止することができるものであれば具体的構成を問わず、任意の手段を採用することができる。ロックピン１５はポスト１２や端子ボルト１３と同じ材質で形成されることが好ましい。
【００４５】
このようにして端子ボルト１３でヒータ本体１１とポスト１２とを連結固定した状態（図５：Ｓ３）では、端子ボルト頭部１３２がヒータ本体１１の表面１１５（表面側ベースコート１１４の上面，図５：Ｓ３において端子ボルト頭部１３２内に点線で示されるレベル）から上方に突出した状態になっているので、この突出部を切除して、切除後の端子ボルト頭部１３２’がヒータ本体表面１１５と面一になるようにする（図５：Ｓ４）。
【００４６】
次いで、この切除後の端子ボルト頭部１３２’を含むヒータ本体表面１１５に、ＰＧ（熱分解性黒鉛）などの導電性材料による被膜１１６を形成した後、不要部分を切除して、図２に例示されるようなヒータパターン１４を形成する（図５：Ｓ５）。ヒータパターン１４は、切除後の端子ボルト頭部１３２’が両端の端子部となるように形成される。これにより、端子ボルト１３を介してヒータパターン１４とポスト１２とが電気的に接続される。すなわち、外部電源に接続された給電ボルト（図示せず）から端子接続部１２２に給電された電流は、ポスト１２および端子ボルト１３を通って、ヒータ本体表面１１５に形成されたヒータパターン１４に供給され、ヒータパターン１４のヒータエレメント（ＰＧ）を発熱させる。
【００４７】
このとき、ヒータパターン１４となるＰＧ被膜１１６をヒータ本体表面１１５に形成するだけでなく、ヒータ本体の裏面１１７（裏面側ベースコート１１４の下面）およびポスト１２の露出面にもＰＧ被膜１１８，１２３を形成することが好ましい。ヒータ本体裏面１１７にもＰＧ被膜１１８を形成させることにより、グラファイト基材１１１からなるヒータ本体１１表裏の被膜厚バランスを確保し、高温条件においても反りが生じにくいものとなる。また、ポスト１２の露出面を被覆するＰＧ被膜１２３は、ポスト１２がポーラスで脆弱なグラファイトを基材とする場合であっても、該グラファイト基材の内部に入り込んでその空隙率を下げて密度を上げることでポスト１２の強度を増大させる。
【００４８】
最後に、全体をＰＢＮなどの絶縁性材料からなるオーバーコート１６で被覆して、本発明実施形態としてのセラミックスヒータ１０が製造される（図５：Ｓ６）。このセラミックスヒータ１０は、使用に際して、ポスト１２下端の端子接続部１２２に取り付けた給電ボルト（図示せず）を介して外部電源（図示せず）に接続され、外部電源から供給される交流または直流の電流が、給電ボルトを介してポスト１２に、次いで端子ボルト１３を介してヒータ本体表面１１５のヒータパターン１４に通電されるので、プログラム制御などの公知の制御手法を通じてヒータパターン１４を発熱させて、ウエハ加熱面１７に載置したウエハを所定温度に加熱する。
【００４９】
端子ボルト１３は切除頭部１３２’でヒータパターン１４と接することで導電路を形成するが、ベースコート１１４によりヒータ本体１１の基材１１１とは完全に絶縁されているので、端子間での導通は生じない。すなわち、ヒータパターン１４とヒータ本体１１／ポスト１２の基材との間で電流リークが生じないので、厳密な制御を安定して行うことができ、ヒータの焼損を引き起こすこともない。
【００５０】
なお、上記においてヒータ本体１１に形成されるＰＢＮベースコート１１４、表面側ＰＧ被膜１１６、裏面側ＰＧ被膜１１８、ポスト１２の外側面に形成されるＰＧ被膜１２３および最後に装置露出面全体を被覆するように形成されるＰＢＮオーバーコート１６はいずれもＣＶＤ（化学的気相蒸着法）法を用いて形成することが好ましい。ＣＶＤ法によるこれらの被膜形成自体は当業界において公知であるので、詳細な説明を割愛する。本発明では、これら公知のＣＶＤ被膜形成手法を任意に採用することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１０ ポスト型セラミックスヒータ
１１ ヒータ本体
１１１ 基材
１１２ 端子ボルト挿入穴
１１３ ポスト収容凹部
１１４ ベースコート
１１５ 表面
１１６ 表面側ＰＧ被膜（ヒータパターン１４）
１１７ 裏面
１１８ 裏面側ＰＧ被膜
１１９ ヒータ基材側ロックピン嵌合部
１２ ポスト
１２１ 雌ネジ
１２２ 端子接続部
１２３ ＰＧ被膜
１２４ ポスト側ロックピン嵌合部
１３ 端子ボルト
１３１ 雄ネジ
１３２ 頭部 （１３２’ 切除後の頭部）
１３３ ドライバー係合溝
１４ ヒータパターン
１５ ロックピン（回転防止手段）
１６ オーバーコート
１７ ウエハ加熱面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体プロセスなどにおいてウエハを加熱するために好適に用いられるポスト型セラミックスヒータおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
セラミックスヒータは半導体プロセスなどにおいてウエハを加熱するための加熱装置として広く用いられており、従来は、円板状のヒータ本体の表面に所定のヒータパターンを形成し、このヒータパターンの両端に給電端子部を設けた構成のものが多用されてきた。
【０００３】
しかしながら、近年ではヒータ表面が１５００℃以上となるような超高温加熱が要求される案件が増加しており、このような場合に、給電端子部がヒータ表面に直接または距離的に近い位置に設けられる従来のヒータを用いると、給電端子部に取り付けた給電ボルトが熱伝導で昇温して焼き付いてしまうことがある。このため、給電ボルトとして耐熱性に優れたモリブデンやニッケルなどの材質を用いて対応しているが、これらの材質はきわめて高価である。
【０００４】
この問題を解消するために、給電端子部をヒータ表面から距離的に離れた位置に設けるべく、いわゆるポスト型セラミックスヒータが提案されるに至った（例えば下記特許文献１〜３参照）。このポスト型セラミックヒータによれば、ヒータ表面と給電端子部との間の距離をポスト長により大きく取ることができるので、給電端子部の過剰な温度上昇を抑止し、給電ボルトの焼損を防止することができる。また、給電のための配線をヒータ本体から遠ざけることができるので、配線の取り回しが容易になり、配線がヒータに当たってショートするというような事故の発生を防止することができる。さらには、ＳＵＳなどの安価に入手可能な材質による給電ボルトの使用が可能となるので、大幅なコストダウンを実現することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１４２４９６号公報
【特許文献２】特開２００７−７３４９２号公報
【特許文献３】特開平１１−３５４２６０号公報
【特許文献４】特開２００３−１５１７２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１，２記載のポスト型セラミックスヒータは、ヒータ本体とポストが一体に形成されているが、この構造の場合、ポスト下端に接続される端子ボルトからの給電が端子間で導通し、ヒータパターンを形成するＰＧとヒータ本体／ポストの基材であるグラファイトとの間で電流リークが生ずる恐れがある。
【０００７】
たとえば、特許文献２の図２に記載されるポスト一体型ヒータでは、２本のポストの各下端に給電ボルト５を接続し、ＰＧなどの導電層３（ポスト下端の給電端子３ｃ，ポストの導電路３ｂを通じてヒータパターン３ｃに給電するが、ヒータ本体／ポストの基材であるグラファイトを通じて端子間で導通が生じ、微小ではあっても電流リークが発生する。電流リークが発生すると電圧が変動するため、プログラム制御などが困難になり、手動制御の場合も電圧がハンチングを起こすため安定した制御を行うことができず、最終的には大きな放電が生じてヒータを焼損させる恐れがある。
【０００８】
特許文献３，４記載のポスト型セラミックヒータは、ヒータ本体とポストが別体として形成され、基材であるグラファイトをＰＢＮなどで絶縁することができるので、上記問題を回避することが可能である。しかしながら、この構造にあってはヒータ本体とポストとを物理的および電気的に接続するための端子ボルトが必要となり、この端子ボルトの頭部がヒータ表面に突出するため、有効な加熱面積が小さくなるという別の問題を抱えている。
【０００９】
たとえば、特許文献３の図７に記載される構造にあっては、給電ポスト９の上端に端子ボルト７でヒータ本体１を連結し、ポスト下端からの給電をポストおよび端子ボルトを介してヒータ本体１のヒータパターン３に供給している（図３の構造もこの点では同様）が、端子ボルトの頭部がヒータ本体の表面（加熱面）から突出するので、有効加熱面が小さくなる。これら図では端子ボルト頭部を超える径のウエハＷを加熱可能なように示されているが、実際には端子ボルト頭部の間に収まる径のウエハを加熱できるにすぎず、処理対象ウエハの径より相当大きい径のヒータとして提供する必要がある。近年のウエハ大径化の傾向に鑑みるとき、致命的な欠点となる。
【００１０】
したがって、本発明は、従来技術の不利欠点を解消することができる新規な構造のポスト型セラミックスヒータを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本願の請求項１に係る発明は、プレート状のヒータ本体と、該ヒータ本体を支持するポストと、ヒータ本体とポストを連結する端子ボルトとから構成されるポスト型セラミックスヒータであって、ヒータ本体は、その表面側に端子ボルト挿入穴が形成されると共に該端子ボルト挿入穴と整列する位置において裏面側にポスト収容凹部が形成されて、これら端子ボルト挿入穴とポスト収容凹部とが連通してヒータ本体を厚さ方向に貫通する形状を有し、ヒータ本体の基材の周囲および端子ボルト挿入穴とポスト収容凹部の内面が絶縁性材料によるベースコートで被覆されており、ポストは、その上端に端子ボルトを螺合する雌ネジが形成されると共に、その下端には給電端子を接続するための端子接続部が形成され、端子ボルトは、ヒータ本体の端子ボルト挿入穴に挿入され且つポスト収容凹部に収容されたポスト上端の雌ネジに螺合されることによりヒータ本体とポストを連結し、且つ、端子ボルト挿入穴に挿入された端子ボルトの頭部はヒータ本体の表面と面一とされ、この端子ボルト頭部を含むヒータ本体表面にヒータパターンが形成されることにより、端子接続部からポストおよび端子ボルトを介してヒータパターンに給電可能な構造を有することを特徴とする。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１記載のポスト型セラミックスヒータにおいて、前記ヒータ本体の裏面に、前記ヒータ本体の表面に形成される前記ヒータパターンと同じ導電性材料による被膜が形成されることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に係る発明は、請求項１または２記載のポスト型セラミックスヒータにおいて、前記ポストの外周面に、前記ヒータ本体の表面に形成される前記ヒータパターンと同じ導電性材料による被膜が形成されることを特徴とする。
【００１４】
請求項４に係る発明は、請求項１ないし３のいずれか一に記載のポスト型セラミックスヒータにおいて、露出面全体が絶縁性材料によるオーバーコートで被覆されることを特徴とする。
【００１５】
請求項５に係る発明は、請求項１ないし４のいずれか一に記載のポスト型セラミックスヒータにおいて、前記ヒータ本体裏面のポスト収容凹部に収容されたポストの回転を防止する手段が設けられることを特徴とする。
【００１６】
請求項６に係る発明は、請求項１ないし５のいずれか一に記載のポスト型セラミックスヒータにおいて、端子ボルトと端子ボルト挿入穴とが互いのテーパー面同士で接合することを特徴とする。
【００１７】
請求項７に係る発明は、（１）表面側に端子ボルト挿入穴が形成されると共に該端子ボルト挿入穴と整列する位置において裏面側にポスト収容凹部が形成され、これら端子ボルト挿入穴とポスト収容凹部とが連通して厚さ方向に貫通している、導電性材料からなるヒータ本体と、上端に端子ボルトを螺合する雌ネジが形成されると共に下端には給電端子を接続するための端子接続部が形成された、導電性材料からポストと、ヒータ本体の端子ボルト挿入穴に収容可能な頭部を有すると共にポスト上端の雌ネジと螺合可能である、導電性材料からなる端子ボルトとを準備する工程と、（２）ヒータ本体の周囲および端子ボルト挿入穴とポスト収容凹部の内面を絶縁性材料によるベースコートで被覆する工程と、（３）このベースコート被覆ヒータ本体の端子ボルト挿入穴に端子ボルトを挿入し、ポスト収容凹部に収容したポストの上端の雌ネジに端子ボルトを螺合させることにより該端子ボルトを介してヒータ本体にポストを連結固定する工程と、（４）端子ボルトの頭部をヒータ本体の表面と面一になるように切除する工程と、（５）この切除された端子ボルト頭部を含むヒータ本体表面に導電性材料による被膜を形成する工程と、（６）この導電膜を部分的に切除して端子ボルト頭部を含むヒータパターンを形成する工程とを有し、端子接続部からポストおよび端子ボルトを介してヒータパターンに給電可能な構造のポスト型セラミックヒータを製造することを特徴とする。
【００１８】
請求項８に係る発明は、請求項７記載のポスト型セラミックスヒータの製造方法において、前記工程（５）を実行する際に、ヒータ本体の裏面にも導電性材料による被膜を形成することを特徴とする。
【００１９】
請求項９に係る発明は、請求項７または８記載のポスト型セラミックスヒータの製造方法において、前記工程（５）を実行する際に、ポストの外周面にも導電性材料による被膜を形成することを特徴とする。
【００２０】
請求項１０に係る発明は、請求項７ないし９のいずれか一記載のポスト型セラミックスヒータの製造方法において、前記工程（６）の後に、（７）全体を絶縁性材料によるオーバーコートで被覆する工程を行うことを特徴とする。
【００２１】
請求項１１に係る発明は、請求項７ないし１０のいずれか一に記載のポスト型セラミックスヒータの製造方法において、前記工程（３）においてポスト収容凹部にポスト上端を収容させる際に、ポスト上端とポスト収容凹部とに跨るようにロックピンを挿入して、端子ボルトを締め付けたときのポストの連れ回りを防止することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１に係る発明によれば、ヒータパターンを有するヒータ本体とポスト下端に設けられる端子接続部とがポストの長さによって距離的に隔てられるので、端子接続部の過剰な温度上昇を抑止し、端子接続部に取り付けられる給電ボルトの焼損を防止することができると共に、給電のための配線の取り回しが容易になり、配線がヒータに当たってショートするというような事故の発生を防止することができる。さらには、ＳＵＳなどの安価に入手可能な材質による給電ボルトの使用が可能となるので、コストメリットが大きい。
【００２３】
さらに、このヒータ構造によれば、ポストへの給電をポストおよび端子ボルトを介してヒータ本体のヒータパターンに通電させるようにしているが、ヒータ本体の基材の周囲および端子ボルト挿入穴とポスト収容凹部の内面が絶縁性材料によるベースコートで被覆されているので、ヒータ本体は完全に絶縁されている。したがって、グラファイトなどのヒータ本体基材とＰＧなどのヒータパターンとの間の電流リークは発生せず、プログラム制御などにおいて厳密な制御を行うことが可能である。
【００２４】
請求項２に係る発明によれば、さらに、ヒータ本体表面にヒータパターンが形成されると共にヒータ本体裏面にも同様の被膜が形成されるので、ヒータ本体表裏の被膜厚バランスが良好となり、反りが生じにくいものとなる。
【００２５】
請求項３に係る発明によれば、さらに、ポストの外周面にも導電性材料による被膜が形成されるので、ポスト基材として通常使用されるポーラスなグラファイトの内部に入り込んでその空隙率を下げて密度を上げ、ポスト強度を増大させることができる。
【００２６】
請求項４に係る発明によれば、さらに、ヒータ本体表面のヒータパターンがオーバーコートで絶縁されるので、腐食性のプロセスガスに対する耐性の低いＰＧなどによるヒータパターンを保護すると共に、ガスや他の導電性部品との放電によるＰＧの焼損を防止することができる。
【００２７】
請求項５に係る発明によれば、さらに、端子ボルトでヒータ本体とポストとを接合する際に端子ボルトを締め付けたときにポストが連れ回りしてしまうことを防止し、接合作業を容易に行うことができる。
【００２８】
請求項６に係る発明によれば、さらに、テーパー面同士の接合を介してヒータ本体とポストとを強固に連結させることができる。
【００２９】
請求項７に係る発明によれば、請求項１に係る発明について既述した効果を発揮し得るポスト型セラミックスヒータを効率的に製造するための方法が提供される。
【００３０】
請求項８に係る発明によれば、さらに、ヒータパターンとなる被膜をヒータ本体表面に形成する際に、ヒータ本体裏面にも同様の被膜を形成するので、ヒータ本体表裏の被膜厚バランスが良好となり、反りが生じにくいものとなる。
【００３１】
請求項９に係る発明によれば、さらに、ヒータパターンとなる被膜をヒータ本体表面に形成する際に、ポストの外周面にも導電性材料による被膜を形成するので、ポスト基材として通常使用されるポーラスなグラファイトの内部に入り込んでその空隙率を下げて密度を上げ、ポスト強度を増大させることができる。
【００３２】
請求項１０に係る発明によれば、さらに、ヒータ本体表面のヒータパターンを含めた全体がオーバーコートで電気的に絶縁されるので、安全性および寿命が増大する。
【００３３】
請求項１１に係る発明によれば、さらに、端子ボルトでヒータ本体とポストとを接合する際に端子ボルトを締め付けたときにポストが連れ回りしてしまうことを防止し、接合作業を容易に行うことができると共に、ポストヒータ本体との密着を確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態によるセラミックスヒータの側面図（ａ）およびそのＡ部拡大断面図（ｂ）である。
【図２】このセラミックスヒータに形成されるヒータパターンの一例を示す平面図である。
【図３】このセラミックヒータの一構成要素であるヒータ本体の基材形状を示す断面図（ａ）およびポスト収容凹部の形状を示す下面拡大図（ｂ）である。
【図４】このセラミックヒータの他の構成要素であるポストの基材形状を示す上面図および上端部断面図である。
【図５】このセラミックスヒータの製造工程を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下に本発明の一実施形態によるセラミックスヒータについて添付図面を参照して説明するが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において広く変形態様を取り得ることに留意されたい。
【００３６】
このセラミックスヒータ１０は、ヒータ本体１１と、ポスト１２と、ヒータ本体１１とポスト１２とを連結固定する端子ボルト１３とを有して構成されている。ヒータ本体１１の表面には、図２に例示されるようなヒータパターン１４が形成されている。この実施形態におけるヒータパターン１４は単一の加熱領域に形成されるパターンであるのでその両端にそれぞれ端子ボルト１３を介してポスト１２，１２が設けられているが、たとえば外側と内側の２つ（またはそれ以上）の加熱領域に分けて各々ヒータパターンが形成される場合は各パターンの両端にポスト１２が設けられるので、（ヒータパターン数×２）本のポストが設けられることになる。また、安定性や全体の強度などを考慮して、端子ボルト１３を介してヒータパターン１４に電気的に接続されるポスト１２とは別に、同様の形状および寸法の一または複数の捨てポストが設けられる場合もある。
【００３７】
以下、さらに図３ないし図５を併せて参照して、このセラミックスヒータ１０の詳細な構造および製造方法について説明する。
【００３８】
ヒータ本体１１は、グラファイトやグラッシーカーボンなどの導電性材料からプレート状ないし円板状に形成された基材１１１の外周縁近く２箇所において、表面側に端子ボルト挿入穴１１２が形成されると共に、この端子ボルト挿入穴１１２と同心状に整列するポスト収容凹部１１３が裏面側に形成され、これら端子ボルト挿入穴１１２とポスト収容凹部１１３が連続して基材１１１を厚さ方向に貫通している（図３）。
【００３９】
端子ボルト挿入穴１１２は、後に詳述する端子ボルト１３が表面側から挿入されるものであるから、端子ボルト１３に対応した形状および寸法を有するように形成され、端子ボルト頭部１３２のテーパーに沿ったテーパー面で基材１１１表面に開口している。ポスト収容凹部１１３は、後に詳述するポスト１２の上端部が裏面側から挿入されるものであるから、ポスト１２の上端部に対応した形状および寸法を有するように形成されるが、後述するようにその一部が略半円状に拡大されて基材側ロックピン嵌合部１１９を形成している。
【００４０】
このような形状に加工されたヒータ本体１１（基材１１１）を準備する（図５：Ｓ１）。次いで、その全周および端子ボルト挿入穴１１２とポスト収容凹部１１３（基材側ロックピン嵌合部１１９を含む）の内面を、ＰＢＮ（熱分解性窒化ホウ素）などの絶縁性材料によるベースコート１１４で被覆する（図５：Ｓ２）。
【００４１】
ポスト１２は、グラファイトやグラッシーカーボンなどの導電性材料から略丸棒状に形成されるが、その上端に、端子ボルト１３の軸部に形成された雄ネジ１３１を螺合する雌ネジ１２１を有する（図４）と共に、その下端には給電ボルト（図示せず）を接続するための端子接続部１２２を有する。ポスト１２はあらかじめこのような形状に加工して準備しておく。
【００４２】
次いで、グラファイトやグラッシーカーボンなどの導電性材料から形成される端子ボルト１３を、ヒータ本体１１の表面側から端子ボルト挿入穴１１２に挿入し、端子ボルト軸の雄ネジ１３１を、ヒータ本体１１の裏面側からポスト収容凹部１１３に収容したポスト１２上端の雌ネジ１２１に螺合させた状態にして締め付けていくことにより、ヒータ本体１１とポスト１２を物理的に強固に連結する（図５：Ｓ３）。図示実施形態のように、端子ボルト１３と端子ボルト挿入穴１１２とが互いのテーパー面同士で接合する構成を採用することにより、より一層強固な連結状態を得ることができる。
【００４３】
なお、図示実施形態では、端子ボルト頭部１３２に一方向または十字形の溝１３３が刻設されていてここにマイナスまたはプラスのドライバーを挿入して端子ボルト回転操作を容易にしているが、これに代えて、たとえば端子ボルト頭部１３２を断面六角形状に形成して六角レンチを用いて端子ボルト回転操作を行うようにしても良い。
【００４４】
端子ボルト１３を締め付けてヒータ本体１１とポスト１２を連結する際に、端子ボルト回転と共にポスト１２が連れ回りすることを防止するため、ロックピン１５などの回転防止手段を設けることが好ましい。図示実施形態では、ヒータ本体基材１１１の裏面に形成したポスト収容凹部１１３をポスト１２の外径に応じた口径を有する断面円形の凹部としつつ、その開口縁の一部を外側に向けて小径の略半円状に拡げてヒータ基材側ロックピン嵌合部１１９とし、一方、ポスト１２上端部の外周の一部を内方に向けて同径の略半円状に切り欠いてポスト側ロックピン嵌合部１２４とし、これらロックピン嵌合部１１９，１２４同士が対向して形成される断面小円形の凹部にロックピン１４を嵌め込んで回転防止手段としている（図３（ｂ）および図４（ａ）参照）。回転防止手段はこのような構成に限定されるものではなく、端子ボルト１３を締め付けたときにポスト１２が連れ回りすることを防止することができるものであれば具体的構成を問わず、任意の手段を採用することができる。ロックピン１５はポスト１２や端子ボルト１３と同じ材質で形成されることが好ましい。
【００４５】
このようにして端子ボルト１３でヒータ本体１１とポスト１２とを連結固定した状態（図５：Ｓ３）では、端子ボルト頭部１３２がヒータ本体１１の表面１１５（表面側ベースコート１１４の上面，図５：Ｓ３において端子ボルト頭部１３２内に点線で示されるレベル）から上方に突出した状態になっているので、この突出部を切除して、切除後の端子ボルト頭部１３２’がヒータ本体表面１１５と面一になるようにする（図５：Ｓ４）。
【００４６】
次いで、この切除後の端子ボルト頭部１３２’を含むヒータ本体表面１１５に、ＰＧ（熱分解性黒鉛）などの導電性材料による被膜１１６を形成した後、不要部分を切除して、図２に例示されるようなヒータパターン１４を形成する（図５：Ｓ５）。ヒータパターン１４は、切除後の端子ボルト頭部１３２’が両端の端子部となるように形成される。これにより、端子ボルト１３を介してヒータパターン１４とポスト１２とが電気的に接続される。すなわち、外部電源に接続された給電ボルト（図示せず）から端子接続部１２２に給電された電流は、ポスト１２および端子ボルト１３を通って、ヒータ本体表面１１５に形成されたヒータパターン１４に供給され、ヒータパターン１４のヒータエレメント（ＰＧ）を発熱させる。
【００４７】
このとき、ヒータパターン１４となるＰＧ被膜１１６をヒータ本体表面１１５に形成するだけでなく、ヒータ本体の裏面１１７（裏面側ベースコート１１４の下面）およびポスト１２の露出面にもＰＧ被膜１１８，１２３を形成することが好ましい。ヒータ本体裏面１１７にもＰＧ被膜１１８を形成させることにより、グラファイト基材１１１からなるヒータ本体１１表裏の被膜厚バランスを確保し、高温条件においても反りが生じにくいものとなる。また、ポスト１２の露出面を被覆するＰＧ被膜１２３は、ポスト１２がポーラスで脆弱なグラファイトを基材とする場合であっても、該グラファイト基材の内部に入り込んでその空隙率を下げて密度を上げることでポスト１２の強度を増大させる。
【００４８】
最後に、全体をＰＢＮなどの絶縁性材料からなるオーバーコート１６で被覆して、本発明実施形態としてのセラミックスヒータ１０が製造される（図５：Ｓ６）。このセラミックスヒータ１０は、使用に際して、ポスト１２下端の端子接続部１２２に取り付けた給電ボルト（図示せず）を介して外部電源（図示せず）に接続され、外部電源から供給される交流または直流の電流が、給電ボルトを介してポスト１２に、次いで端子ボルト１３を介してヒータ本体表面１１５のヒータパターン１４に通電されるので、プログラム制御などの公知の制御手法を通じてヒータパターン１４を発熱させて、ウエハ加熱面１７に載置したウエハを所定温度に加熱する。
【００４９】
端子ボルト１３は切除頭部１３２’でヒータパターン１４と接することで導電路を形成するが、ベースコート１１４によりヒータ本体１１の基材１１１とは完全に絶縁されているので、端子間での導通は生じない。すなわち、ヒータパターン１４とヒータ本体１１／ポスト１２の基材との間で電流リークが生じないので、厳密な制御を安定して行うことができ、ヒータの焼損を引き起こすこともない。
【００５０】
なお、上記においてヒータ本体１１に形成されるＰＢＮベースコート１１４、表面側ＰＧ被膜１１６、裏面側ＰＧ被膜１１８、ポスト１２の外側面に形成されるＰＧ被膜１２３および最後に装置露出面全体を被覆するように形成されるＰＢＮオーバーコート１６はいずれもＣＶＤ（化学的気相蒸着法）法を用いて形成することが好ましい。ＣＶＤ法によるこれらの被膜形成自体は当業界において公知であるので、詳細な説明を割愛する。本発明では、これら公知のＣＶＤ被膜形成手法を任意に採用することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１０ ポスト型セラミックスヒータ
１１ ヒータ本体
１１１ 基材
１１２ 端子ボルト挿入穴
１１３ ポスト収容凹部
１１４ ベースコート
１１５ 表面
１１６ 表面側ＰＧ被膜（ヒータパターン１４）
１１７ 裏面
１１８ 裏面側ＰＧ被膜
１１９ ヒータ基材側ロックピン嵌合部
１２ ポスト
１２１ 雌ネジ
１２２ 端子接続部
１２３ ＰＧ被膜
１２４ ポスト側ロックピン嵌合部
１３ 端子ボルト
１３１ 雄ネジ
１３２ 頭部 （１３２’ 切除後の頭部）
１３３ ドライバー係合溝
１４ ヒータパターン
１５ ロックピン（回転防止手段）
１６ オーバーコート
１７ ウエハ加熱面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレート状のヒータ本体と、該ヒータ本体を支持するポストと、ヒータ本体とポストを連結する端子ボルトとから構成されるポスト型セラミックスヒータであって、ヒータ本体は、その表面側に端子ボルト挿入穴が形成されると共に該端子ボルト挿入穴と整列する位置において裏面側にポスト収容凹部が形成されて、これら端子ボルト挿入穴とポスト収容凹部とが連通してヒータ本体を厚さ方向に貫通する形状を有し、ヒータ本体の基材の周囲および端子ボルト挿入穴とポスト収容凹部の内面が絶縁性材料によるベースコートで被覆されており、ポストは、その上端に端子ボルトを螺合する雌ネジが形成されると共に、その下端には給電端子を接続するための端子接続部が形成され、端子ボルトは、ヒータ本体の端子ボルト挿入穴に挿入され且つポスト収容凹部に収容されたポスト上端の雌ネジに螺合されることによりヒータ本体とポストを連結し、且つ、端子ボルト挿入穴に挿入された端子ボルトの頭部はヒータ本体の表面と面一とされ、この端子ボルト頭部を含むヒータ本体表面にヒータパターンが形成されることにより、端子接続部からポストおよび端子ボルトを介してヒータパターンに給電するようにしたことを特徴とするポスト型セラミックスヒータ。
【請求項２】
前記ヒータ本体の裏面に、前記ヒータ本体の表面に形成される前記ヒータパターンと同じ導電性材料による被膜が形成されることを特徴とする請求項１記載のポスト型セラミックスヒータ。
【請求項３】
前記ポストの外周面に、前記ヒータ本体の表面に形成される前記ヒータパターンと同じ導電性材料による被膜が形成されることを特徴とする請求項１または２記載のポスト型セラミックスヒータ。
【請求項４】
露出面全体が絶縁性材料によるオーバーコートで被覆されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一に記載のポスト型セラミックスヒータ。
【請求項５】
前記ヒータ本体裏面のポスト収容凹部に収容されたポストの回転を防止する手段が設けられることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一に記載のポスト型セラミックスヒータ。
【請求項６】
端子ボルトと端子ボルト挿入穴とが互いのテーパー面同士で接合することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一に記載のポスト型セラミックスヒータ。
【請求項７】
（１）表面側に端子ボルト挿入穴が形成されると共に該端子ボルト挿入穴と整列する位置において裏面側にポスト収容凹部が形成され、これら端子ボルト挿入穴とポスト収容凹部とが連通して厚さ方向に貫通している、導電性材料からなるヒータ本体と、上端に端子ボルトを螺合する雌ネジが形成されると共に下端には給電端子を接続するための端子接続部が形成された、導電性材料からポストと、ヒータ本体の端子ボルト挿入穴に収容可能な頭部を有すると共にポスト上端の雌ネジと螺合可能である、導電性材料からなる端子ボルトとを準備する工程と、（２）ヒータ本体の周囲および端子ボルト挿入穴とポスト収容凹部の内面を絶縁性材料によるベースコートで被覆する工程と、（３）このベースコート被覆ヒータ本体の端子ボルト挿入穴に端子ボルトを挿入し、ポスト収容凹部に収容したポストの上端の雌ネジに端子ボルトを螺合させることにより該端子ボルトを介してヒータ本体にポストを連結固定する工程と、（４）端子ボルトの頭部をヒータ本体の表面と面一になるように切除する工程と、（５）この切除された端子ボルト頭部を含むヒータ本体表面に導電性材料による被膜を形成する工程と、（６）この導電膜を部分的に切除して端子ボルト頭部を含むヒータパターンを形成する工程とを有し、端子接続部からポストおよび端子ボルトを介してヒータパターンに給電可能な構造のポスト型セラミックヒータを製造することを特徴とするポスト型セラミックスヒータの製造方法。
【請求項８】
前記工程（５）を実行する際に、ヒータ本体の裏面にも導電性材料による被膜を形成することを特徴とする請求項７記載のポスト型セラミックスヒータの製造方法。
【請求項９】
前記工程（５）を実行する際に、ポストの外周面にも導電性材料による被膜を形成することを特徴とする請求項７または８記載のポスト型セラミックスヒータの製造方法。
【請求項１０】
前記工程（６）の後に、（７）全体を絶縁性材料によるオーバーコートで被覆する工程を行うことを特徴とする請求項７ないし９のいずれか一記載のポスト型セラミックスヒータの製造方法。
【請求項１１】
前記工程（３）においてポスト収容凹部にポスト上端を収容させる際に、ポスト上端とポスト収容凹部とに跨るようにロックピンを挿入して、端子ボルトを締め付けたときのポストの連れ回りを防止することを特徴とする請求項７ないし１０のいずれか一に記載のポスト型セラミックスヒータの製造方法。
【請求項１】
プレート状のヒータ本体と、該ヒータ本体を支持するポストと、ヒータ本体とポストを連結する端子ボルトとから構成されるポスト型セラミックスヒータであって、ヒータ本体は、その表面側に端子ボルト挿入穴が形成されると共に該端子ボルト挿入穴と整列する位置において裏面側にポスト収容凹部が形成されて、これら端子ボルト挿入穴とポスト収容凹部とが連通してヒータ本体を厚さ方向に貫通する形状を有し、ヒータ本体の基材の周囲および端子ボルト挿入穴とポスト収容凹部の内面が絶縁性材料によるベースコートで被覆されており、ポストは、その上端に端子ボルトを螺合する雌ネジが形成されると共に、その下端には給電端子を接続するための端子接続部が形成され、端子ボルトは、ヒータ本体の端子ボルト挿入穴に挿入され且つポスト収容凹部に収容されたポスト上端の雌ネジに螺合されることによりヒータ本体とポストを連結し、且つ、端子ボルト挿入穴に挿入された端子ボルトの頭部はヒータ本体の表面と面一とされ、この端子ボルト頭部を含むヒータ本体表面にヒータパターンが形成されることにより、端子接続部からポストおよび端子ボルトを介してヒータパターンに給電するようにしたことを特徴とするポスト型セラミックスヒータ。
【請求項２】
前記ヒータ本体の裏面に、前記ヒータ本体の表面に形成される前記ヒータパターンと同じ導電性材料による被膜が形成されることを特徴とする請求項１記載のポスト型セラミックスヒータ。
【請求項３】
前記ポストの外周面に、前記ヒータ本体の表面に形成される前記ヒータパターンと同じ導電性材料による被膜が形成されることを特徴とする請求項１または２記載のポスト型セラミックスヒータ。
【請求項４】
露出面全体が絶縁性材料によるオーバーコートで被覆されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一に記載のポスト型セラミックスヒータ。
【請求項５】
前記ヒータ本体裏面のポスト収容凹部に収容されたポストの回転を防止する手段が設けられることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一に記載のポスト型セラミックスヒータ。
【請求項６】
端子ボルトと端子ボルト挿入穴とが互いのテーパー面同士で接合することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一に記載のポスト型セラミックスヒータ。
【請求項７】
（１）表面側に端子ボルト挿入穴が形成されると共に該端子ボルト挿入穴と整列する位置において裏面側にポスト収容凹部が形成され、これら端子ボルト挿入穴とポスト収容凹部とが連通して厚さ方向に貫通している、導電性材料からなるヒータ本体と、上端に端子ボルトを螺合する雌ネジが形成されると共に下端には給電端子を接続するための端子接続部が形成された、導電性材料からポストと、ヒータ本体の端子ボルト挿入穴に収容可能な頭部を有すると共にポスト上端の雌ネジと螺合可能である、導電性材料からなる端子ボルトとを準備する工程と、（２）ヒータ本体の周囲および端子ボルト挿入穴とポスト収容凹部の内面を絶縁性材料によるベースコートで被覆する工程と、（３）このベースコート被覆ヒータ本体の端子ボルト挿入穴に端子ボルトを挿入し、ポスト収容凹部に収容したポストの上端の雌ネジに端子ボルトを螺合させることにより該端子ボルトを介してヒータ本体にポストを連結固定する工程と、（４）端子ボルトの頭部をヒータ本体の表面と面一になるように切除する工程と、（５）この切除された端子ボルト頭部を含むヒータ本体表面に導電性材料による被膜を形成する工程と、（６）この導電膜を部分的に切除して端子ボルト頭部を含むヒータパターンを形成する工程とを有し、端子接続部からポストおよび端子ボルトを介してヒータパターンに給電可能な構造のポスト型セラミックヒータを製造することを特徴とするポスト型セラミックスヒータの製造方法。
【請求項８】
前記工程（５）を実行する際に、ヒータ本体の裏面にも導電性材料による被膜を形成することを特徴とする請求項７記載のポスト型セラミックスヒータの製造方法。
【請求項９】
前記工程（５）を実行する際に、ポストの外周面にも導電性材料による被膜を形成することを特徴とする請求項７または８記載のポスト型セラミックスヒータの製造方法。
【請求項１０】
前記工程（６）の後に、（７）全体を絶縁性材料によるオーバーコートで被覆する工程を行うことを特徴とする請求項７ないし９のいずれか一記載のポスト型セラミックスヒータの製造方法。
【請求項１１】
前記工程（３）においてポスト収容凹部にポスト上端を収容させる際に、ポスト上端とポスト収容凹部とに跨るようにロックピンを挿入して、端子ボルトを締め付けたときのポストの連れ回りを防止することを特徴とする請求項７ないし１０のいずれか一に記載のポスト型セラミックスヒータの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−４５５１１（Ｐ２０１３−４５５１１Ａ）
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８０４３９（Ｐ２０１１−１８０４３９）
【出願日】平成２３年８月２２日（２０１１．８．２２）
【出願人】（０００２２１１１１）モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社 (257)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２２日（２０１１．８．２２）
【出願人】（０００２２１１１１）モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社 (257)
【Ｆターム（参考）】
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