TOP特許意匠商標
特許ウォッチ DM通知 Twitter
10個以上の画像は省略されています。
公開番号2021068652
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210430
出願番号2019194726
出願日20191025
発明の名称ヒータ
出願人京セラ株式会社
代理人特許業務法人酒井国際特許事務所
主分類H05B 3/10 20060101AFI20210402BHJP(他に分類されない電気技術)
要約【課題】耐久性を向上させるヒータを提供する。
【解決手段】ヒータは、加熱面を有する絶縁性の基体と、基体の内部に位置し、加熱面に沿って延在する仮想的なコイル軸の回りに線材50が螺旋状に巻き回されたコイルとを有する。また、線材は、線材の軸線200に直交する断面の形状が真円よりも潰れた形状である。
【選択図】図8
特許請求の範囲【請求項1】
加熱面を有する絶縁性の基体と、
前記基体の内部に位置し、前記加熱面に沿って延在する仮想的なコイル軸の回りに線材が螺旋状に巻き回されたコイルと
を有し、
前記線材は、
前記線材の軸線に直交する断面の形状が真円よりも潰れた形状である、ヒータ。
続きを表示(約 1,200 文字)【請求項2】
前記断面の形状は、前記加熱面に直交する方向に潰れている、請求項1に記載のヒータ。
【請求項3】
前記コイルは、
前記加熱面に沿った方向から前記基体を透視した側面透視において、前記コイル軸を基準として振動する波形状をなし、
前記断面の形状は、少なくとも前記波形状における山において、前記加熱面に直交する方向に潰れている、請求項2に記載のヒータ。
【請求項4】
前記コイルは、
前記波形状における隣り合う2つの山の一方から他方までを前記波形状の1サイクルとした場合、前記1サイクル内の少なくとも2点において、前記断面の形状の潰れ方向が異なる、請求項3に記載のヒータ。
【請求項5】
前記コイルは、
前記加熱面に直交する方向から前記基体を透視した平面透視および前記加熱面に沿った方向から前記基体を透視した側面透視において、前記コイル軸を基準として振動する波形状をなしており、
前記波形状における隣り合う2つの山の一方から他方までを前記波形状の1サイクルとし、当該1サイクルにおける一方の山と谷とを通る直線および当該谷と他方の山とを通る直線とのなす角度を開き角度と定義した場合に、前記平面透視における開き角度は、前記側面透視における開き角度よりも小さい、請求項1〜4のいずれか一つに記載のヒータ。
【請求項6】
前記コイルは、
前記加熱面に直交する方向から前記基体を透視した平面透視および前記加熱面に沿った方向から前記基体を透視した側面透視において、前記コイル軸を基準として振動する波形状をなしており、
前記平面透視における、前記波形状の山と谷との前記コイル軸に直交する方向に沿った距離は、前記側面透視における、前記波形状の山と谷との前記コイル軸に直交する方向に沿った距離よりも大きい、請求項1〜5のいずれか一つに記載のヒータ。
【請求項7】
前記断面は、楕円形状である、請求項1〜6のいずれか一つに記載のヒータ。
【請求項8】
前記断面は、曲線状の輪郭の一部に平坦部を有する、請求項1〜6のいずれか一つに記載のヒータ。
【請求項9】
前記断面は、曲線状の輪郭の一部に、前記線材の内側に向かって凹んだ凹部を有する、請求項1〜6のいずれか一つに記載のヒータ。
【請求項10】
前記コイルは、
前記コイル軸に沿った方向に前記コイルを投影した場合に表れる外輪郭および内輪郭のうち、少なくとも外輪郭の形状が真円よりも潰れた形状である、請求項1〜9のいずれか一つに記載のヒータ。
【請求項11】
前記コイルは、
前記コイル軸に沿った方向に前記コイルを投影した場合において、前記加熱面に直交する方向における前記外輪郭と前記内輪郭との間隔が、前記加熱面に沿った方向における前記外輪郭と前記内輪郭との間隔よりも小さい、請求項10に記載のヒータ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本開示は、ヒータに関する。
続きを表示(約 4,700 文字)【背景技術】
【0002】
従来、半導体製造装置などに用いられるヒータが知られている。このようなヒータとして、たとえば、セラミックスからなる円板状の基体と、基体に埋設されるコイルとを有するヒータが知られている(特許文献1参照)。コイルは、たとえば、抵抗発熱体からなる線材がコイル軸の周りに螺旋状に巻き回されて構成され、コイル軸が基体の主面に沿って渦巻状またはミアンダ状に延びるように基体内に配置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2004−006242号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上述した従来技術には、耐久性を向上させるという点で更なる改善の余地がある。
【0005】
本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、耐久性を向上させることができるヒータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の一態様によるヒータは、加熱面を有する絶縁性の基体と、基体の内部に位置し、加熱面に沿って延在する仮想的なコイル軸の回りに線材が螺旋状に巻き回されたコイルとを有する。また、線材は、線材の軸線に直交する断面の形状が真円よりも潰れた形状である。
【発明の効果】
【0007】
本開示によれば、耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1は、実施形態に係るヒータの構成を示す模式的な斜視図である。
図2は、図1に示すII−II線における模式的な断面図である。
図3は、基体の平面透視図である。
図4は、第1変形例に係るコイルの配置を示す平面透視図である。
図5は、第2変形例に係るコイルの配置を示す側面透視図である。
図6は、コイルの平面透視図である。
図7は、コイルの側面透視図である。
図8は、図6に示すVIII−VIII線における模式的な断面図である。
図9は、図3に示すIX−IX線における模式的な断面図である。
図10は、線材の断面形状の他の例を示す模式的な断面図である。
図11は、線材の断面形状の他の例を示す模式的な断面図である。
図12は、コイル軸に沿った方向にコイルを投影した投影図である。
図13は、コイルおよび基体の製造方法の一例を示すフローチャートである。
図14は、コイルの配置の一例を示す側面透視図である。
図15は、コイルの配置の一例を示す平面透視図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下に、本開示によるヒータを実施するための形態(以下、「実施形態」と記載する)について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態により本開示によるヒータが限定されるものではない。また、各実施形態は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。また、以下の各実施形態において同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略される。
【0010】
また、以下に示す実施形態では、「一定」、「直交」、「垂直」あるいは「平行」といった表現が用いられる場合があるが、これらの表現は、厳密に「一定」、「直交」、「垂直」あるいは「平行」であることを要しない。すなわち、上記した各表現は、たとえば製造精度、設置精度などのずれを許容するものとする。
【0011】
また、以下参照する各図面では、説明を分かりやすくするために、互いに直交するX軸方向、Y軸方向およびZ軸方向を規定し、Z軸正方向を鉛直上向き方向とする直交座標系を示す場合がある。
【0012】
また、以下で参照する各図は、説明の便宜上の模式的なものである。したがって、細部は省略されることがあり、また、寸法比率は必ずしも現実のものとは一致していない。
【0013】
(ヒータの構成について)
まず、実施形態に係るヒータの構成について図1および図2を参照して説明する。図1は、実施形態に係るヒータの構成を示す模式的な斜視図である。また、図2は、図1に示すII−II線における模式的な断面図である。
【0014】
図1および図2に示すように、実施形態に係るヒータ1は、たとえば、円板状の基体3と、基体3の内部に位置するコイル5と、基体3の下面32から下方へ延びているパイプ7と、パイプ7内に挿通されている一対の配線部材9とを有する。
【0015】
基体3は、加熱対象物の一例としてのウエハ(不図示)が載置される上面31(加熱面の一例に相当)を有する。コイル5は、通電によって発熱する発熱抵抗体である。パイプ7は、たとえば、基体3を下方から支持する。また、パイプ7は、内部に挿通される配線部材9を保護する。配線部材9は、基体3の内部に位置するコイル5に端子13を介して電気的に接続されており、端子13を介してコイル5に電力を供給する。
【0016】
上記のように構成されたヒータ1は、配線部材9および端子13を介した通電によってコイル5が発熱することによって加熱面である上面31を加熱する。これにより、上面31に載置されたウエハを加熱することができる。
【0017】
(基体について)
基体3の上面31は、概ね平面である。基体3の平面形状及び各種の寸法は、加熱対象物の形状および寸法等を考慮して適宜に設定されてよい。たとえば、実施形態では、基体3の平面形状が円形である場合を例に挙げて説明するが、基体3の平面形状は、四角形等の多角形状であってもよい。
【0018】
基体3は、たとえばセラミックスからなり、絶縁性を有する。基体3を構成するセラミックスは、たとえば、窒化アルミニウム(AlN)、酸化アルミニウム(Al



、アルミナ)、炭化珪素(SiC)、窒化珪素(Si



)等を主成分とする焼結体である。なお、主成分は、たとえば、その材料の50質量%以上または80質量%以上を占める材料である(以下、同様。)なお、基体3の主成分が窒化アルミニウムである場合、基体3は、イットリウム(Y)の化合物を含んでいてもよい。Y化合物としては、たとえば、YAG(Y

Al


12
)およびY



を挙げることができる。
【0019】
(パイプについて)
パイプ7は、上下が開口した中空状の部材である。パイプ7の形状は適宜に設定されてよい。たとえば、実施形態では、パイプ7が、径が一定の円筒形状を有する場合を例に挙げて説明するが、パイプ7の径は必ずしも一定であることを要しない。また、パイプ7には、冷媒またはパージガスが流れる流路が形成されてもよい。
【0020】
パイプ7は、セラミックス等の絶縁材料から構成されてもよいし、金属等の導電材料から構成されてもよい。パイプ7を構成するセラミックスは、たとえば、窒化アルミニウム(AlN)、酸化アルミニウム(Al



、アルミナ)、炭化珪素(SiC)、窒化珪素(Si



)等を主成分とする焼結体である。
【0021】
(配線部材について)
配線部材9は、パイプ7の内部に挿通されている。基体3の下面32には、端子13が露出しており、配線部材9は、その一端が端子13に接続される。
【0022】
配線部材9は、たとえば、可撓性の電線であってもよいし、可撓性を有さないロッド状のものであってもよい。
【0023】
(端子について)
端子13は、たとえば、コイル5の長さ方向両端に接続されている。端子13は、基体3の厚み方向(上下方向)に延在しており、基体3の下面32から露出している。これにおり、基体3の外部からコイル5へ電力を供給可能となっている。一対の端子13は、たとえば、基体3の中央部に位置している。
【0024】
(コイルの構成について)
次に、コイル5の構成について図3を参照して説明する。図3は、基体3の平面透視図である。
【0025】
図3に示すように、コイル5は、たとえば1本の細長い線材50を有しており、かかる線材50がコイル軸100の回りに螺旋状に巻き回されることによって構成される。コイル軸100は、仮想的な軸線であり、所定のパターンを描きながら基体3の上面31に沿って(たとえば、上面31と平行に)延在している。図示の例において、コイル軸100は、基体3を半円状に2分割した各領域において、円周方向に往復するように所謂ミアンダ状に延びている。換言すれば、コイル軸100は、円周の一部が途切れた欠円状に湾曲するとともに互いに並列(たとえば平行)に延びている複数の延在部110と、互いに隣り合う2つの延在部110の一方から他方への折り返し部分を構成している複数の屈曲部120とを有している。
【0026】
線材50は、電流が流れることによって熱を生じる金属等の導体である。線材50を構成する導体は、適宜に選択されてよく、たとえば、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、プラチナ(Pt)、インジウム(In)またはこれらを主成分とする合金である。また、線材50は、上記金属を含む導電ペーストを焼成して得られるものであってもよい。すなわち、線材50は、ガラス粉末および/またはセラミックス粉末等の添加剤を含むものであってもよい。
【0027】
基体3を構成する材料は、コイル5の全体を覆っているとともにコイル5の内側にも充填されており、ひいては、線材50の外周面の全面に接している。
【0028】
なお、本明細書では、コイル軸100および線材軸200の用語を用いる。これは、たとえば、コイル5に直交する断面という場合に、コイル5の経路すなわちコイル軸100に直交する断面、および、線材50の経路すなわち線材軸200に直交する断面のいずれであるかを明確にするためである。コイル軸100の位置は、コイル5の形状等から合理的に判断されてよく、線材軸200の位置は、線材50の形状等から合理的に判断されてよい。
【0029】
平面透視において、コイル軸100の回りに螺旋状に巻き回されている線材50は、コイル軸100を基準として振動する波形状をなしている。実施形態において、コイル5は、基体3に対して1つのみ設けられており、コイル軸100は、その一端から他端まで自己に対して交差することなく延びている。
【0030】
(コイルの配置について)
実施形態に係るコイル5は、コイル軸100のうち周方向において隣り合う2つの屈曲部120同士の間隔が、これら屈曲部120に共通に繋がる2つの延在部110同士の間隔よりも狭くなるように配置される。
(【0031】以降は省略されています)

この特許をJ-PlatPatで参照する

関連特許

京セラ株式会社
ヒータ
京セラ株式会社
掃除機
京セラ株式会社
引込盤
京セラ株式会社
ヒータ
京セラ株式会社
中継装置
京セラ株式会社
二次電池
京セラ株式会社
配線基板
京セラ株式会社
光学部材
京セラ株式会社
照明装置
京セラ株式会社
プリンタ
京セラ株式会社
清掃装置
京セラ株式会社
配線基板
京セラ株式会社
配線基板
京セラ株式会社
電子機器
京セラ株式会社
照明装置
京セラ株式会社
発電装置
京セラ株式会社
携帯端末
京セラ株式会社
配線基板
京セラ株式会社
通信機器
京セラ株式会社
気密端子
京セラ株式会社
気密端子
京セラ株式会社
コイル装置
京セラ株式会社
試料保持具
京セラ株式会社
試料保持具
京セラ株式会社
光回路基板
京セラ株式会社
打ち込み工具
京セラ株式会社
液晶表示装置
京セラ株式会社
打ち込み工具
京セラ株式会社
燃料電池装置
京セラ株式会社
液体吐出装置
京セラ株式会社
情報処理装置
京セラ株式会社
太陽電池素子
京セラ株式会社
燃料電池装置
京セラ株式会社
燃料電池装置
京セラ株式会社
RFIDタグ
京セラ株式会社
温度測定装置
続きを見る