特許 6608595 トンネル付きセラミック部材の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6608595

(24)【登録日】2019年11月1日

(45)【発行日】2019年11月20日

(54)【発明の名称】トンネル付きセラミック部材の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B28B 11/00 20060101AFI20191111BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALI20191111BHJP

   B23C 3/34 20060101ALN20191111BHJP

   B23C 5/10 20060101ALN20191111BHJP

【ＦＩ】

   B28B11/00

   H01L21/302 101G

   !B23C3/34

   !B23C5/10 Z

【請求項の数】5

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2015-28705(P2015-28705)

(22)【出願日】2015年2月17日

(65)【公開番号】特開2016-150500(P2016-150500A)

(43)【公開日】2016年8月22日

【審査請求日】2017年11月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004547

【氏名又は名称】日本特殊陶業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000578

【氏名又は名称】名古屋国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】土佐 晃文

(72)【発明者】

【氏名】乾 靖彦

【審査官】 末松 佳記

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−０８４３９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２４６３１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０８４０６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０７７０１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０２０９３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０３０６２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２５９９０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１６８２９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−３１９１８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表平０２−５００４２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３４５３０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００８−５３７９０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０２６６３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１７２９８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４２４２４２７（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１２３７８３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２８Ｂ １１／００

Ｂ２８Ｂ ３／００

Ｂ２８Ｂ １３／００

Ｂ２３Ｃ ３／３４

Ｂ２３Ｃ ５／１０

Ｈ０１Ｌ ２１／３０２−２１／３０８

Ｈ０１Ｍ ８／０２

Ｃ０４Ｂ ３５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

セラミック粉末、２重量％以下の助剤成分及び樹脂を含む中間成形体同士を貼り合わせ、１０Ｋｇ／ｃｍ^２以上の圧力で加圧して未焼結成形体を形成する工程と、
貼り合わせ及び加圧後の前記未焼結成形体を焼結する工程と、
を含むトンネル付きセラミック部材の製造方法であって、
前記中間成形体のうち少なくとも一方は、前記貼り合わせを行う面にトンネルとなる溝を有し、
前記未焼結成形体における前記溝は、以下の条件１及び２を充足することを特徴とする半導体製造装置に関連したトンネル付きセラミック部材の製造方法。
条件１：前記溝の長手方向に直交する前記溝の断面において、前記溝に外接する長方形であって、最小の面積となる長方形を想定する。前記長方形における前記溝の底面側の頂点を点Ａとし、前記点Ａに接続する前記長方形の２辺上で、前記点Ａからの距離が０．１４ｍｍである点をそれぞれ点Ｂ、Ｃとする。前記点Ａ、Ｂ、Ｃを頂点とする三角形は、前記溝の外にある。
条件２：前記未焼結成形体における前記溝の幅及び深さがそれぞれ１ｍｍ以上であること。

【請求項2】

Ｒを有するマシニングツールを用いて前記溝を前記中間成形体に形成する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載のトンネル付きセラミック部材の製造方法。

【請求項3】

前記中間成形体はシート積層体であることを特徴とする請求項１又は２に記載のトンネル付きセラミック部材の製造方法。

【請求項4】

前記溝の内部が空の状態で、前記中間成形体同士を貼り合わせることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のトンネル付きセラミック部材の製造方法。

【請求項5】

前記セラミック粉末が、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３、ＡｌＮ、及びＳｉＣから成る群から選択される１種以上の粉末であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のトンネル付きセラミック部材の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はトンネル付きセラミック部材及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

内部にトンネルを形成したセラミック部材（以下ではトンネル付きセラミック部材とする）が、半導体製造装置に関連した、シャワーヘッド、静電チャック、ヒーター等として使用されている。

【0003】

トンネル付きセラミック部材の製造方法として、以下の方法が知られている。まず、セラミックを主成分とする中間成形体の表面に溝を形成する。次に、その溝を形成した面に他の中間成形体を貼り合わせ、加圧して未焼結成形体を形成する。このとき、溝の開口部が他の中間成形体により閉じられ、トンネルが形成される。次に、未焼結成形体を焼結し、トンネル付きセラミック部材を完成する。（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００７−１２７９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記の製造方法において、中間成形体同士を貼り合わせ、加圧するとき、溝の角に圧力が集中し、溝の角に亀裂が発生することがある。溝の角における亀裂は、焼結時にクラックが発生する原因となる。

【0006】

本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、トンネルにおけるクラックを抑制できるトンネル付きセラミック部材及びその製造方法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】

【0007】

本発明のトンネル付きセラミック部材の製造方法は、
セラミック粉末及び樹脂を含む中間成形体同士を貼り合わせ、加圧して未焼結成形体を形成する工程と、貼り合わせ及び加圧後の前記未焼結成形体を焼結する工程と、を含むトンネル付きセラミック部材の製造方法であって、前記未焼結成形体のうち少なくとも一方は、前記貼り合わせを行う面にトンネルとなる溝を有し、前記未焼結成形体における前記溝は、以下の条件を充足することを特徴とする。

【0008】

条件：前記溝の長手方向に直交する前記溝の断面において、前記溝に外接する長方形であって、最小の面積となる長方形を想定する。前記長方形における前記溝の底面側の頂点を点Ａとし、前記点Ａに接続する前記長方形の２辺上で、前記点Ａからの距離が０．１４ｍｍである点をそれぞれ点Ｂ、Ｃとする。前記点Ａ、Ｂ、Ｃを頂点とする三角形は、前記溝の外にある。

【0009】

本発明のトンネル付きセラミック部材の製造方法によれば、溝の形状が前記条件を充足する。そのことにより、溝の角にクラックが生じることを抑制できる。
本発明のトンネル付きセラミック部材は、
セラミックの組成比が９８重量％以上であるセラミック領域と、トンネルとを備えるトンネル付きセラミック部材であって、前記トンネルは、以下の条件を充足することを特徴とする。

【0010】

条件：前記トンネルの長手方向に直交する前記トンネルの断面において、前記トンネルに外接する長方形であって、最小の面積となる長方形を想定する。前記長方形における各頂点をそれぞれ点Ａとする。前記点Ａに接続する前記長方形の２辺上で、前記点Ａからの距離が０．１４ｍｍである点をそれぞれ点Ｂ、Ｃとする。前記点Ａ、Ｂ、Ｃを頂点とする三角形であって、前記トンネルの外にある三角形が少なくとも２つ存在する。

【0011】

本発明のトンネル付きセラミック部材において、トンネルの形状が前記条件を充足する。そのことにより、トンネルの角にクラックが生じることを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１Ａは、溝５を形成する前の中間成形体１、３の構成を表す側断面図であり、図１Ｂは、溝５を形成した後の中間成形体１、３の構成を表す側断面図であり、図１Ｃは、中間成形体１、３を貼り合わせ、加圧して未焼結成形体１’、３’を形成した状態を表す側断面図であり、図１Ｄは、トンネル付きセラミック部材１３の構成を表す側断面図である。

【図2】溝５の長手方向に直交する断面での未焼結成形体３’の側断面図である。

【図3】溝５を形成した後における中間成形体３の構成を表す平面図である。

【図4】トンネル１１の長手方向に直交する断面でのトンネル付きセラミック部材１３の側断面図である。

【図5】実施例３におけるトンネル１１の状態を表す光学顕微鏡写真である。

【図6】図６Ａは比較例における溝５の形態を表す側断面図であり、図６Ｂは比較例におけるトンネル１１の形態を表す側断面図である。

【図7】比較例におけるトンネル１１の状態を表す光学顕微鏡写真である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明の実施形態を説明する。本発明のトンネル付きセラミック部材の製造方法は、セラミック粉末及び樹脂を含む中間成形体同士を貼り合わせ、加圧して未焼結成形体を形成する工程を含む。セラミック粉末としては、例えば、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３、ＡｌＮ、及びＳｉＣから成る群から選択される１種以上の粉末が挙げられる。

【0014】

なお、トンネル付きセラミック部材をＳＥＭ観察し、セラミック粒子を確認することができれば、そのトンネル付きセラミック部材の製造に用いられる中間成形体はセラミック粉末を含んでいる。

【0015】

中間成形体とは、セラミック粉末及び樹脂を含む成形体であって、貼り合わせ及び加圧の工程を未だ行っていないものを意味する。また、未焼結成形体とは、中間成形体に対し、貼り合わせ及び加圧の工程を行った後のものを意味する。

【0016】

セラミック粉末の平均粒径は、０．５〜３μｍの範囲が好ましい。この範囲内である場合、少ない助剤量で、セラミックを緻密化することができる。
樹脂としては、例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）等が挙げられる。セラミック粉末１００重量部に対する樹脂の量は、１〜１５重量部の範囲が好ましい。この範囲内であることにより、成形体の加工が容易になり、また、貼り合わせ時に成形体が崩れにくくなる。

【0017】

中間成形体及び未焼結成形体は、例えば、助剤成分を含むことができる。助剤成分としては、例えば、セラミック粉末がＡｌ_２Ｏ_３の場合は、ＳｉＯ_２、ＭｇＯ等が挙げられる。また、セラミック粉末がＹ_２Ｏ_３の場合は、ＣａＯ等が挙げられる。セラミック粉末と助剤成分との合計重量を１００重量部としたとき、助剤成分の量は２重量部以下が好ましい。この範囲内であることにより、以下の効果が得られる。

【0018】

例えば、トンネル付きセラミック部材が、半導体装置の内部でプラズマに暴露されるような部位に使用されることがある。この場合、Ｓｉウエハ等を処理する際に使用するプラズマにより、選択的に助剤成分がエッチングされ、パーティクルが発生することがある。上記のように助剤成分の量を２重量部以下とすれば、パーティクルの発生を抑制できる。

【0019】

中間成形体は、例えば、プレス成形体、樹脂硬化成形体、シート積層体とすることができる。それぞれについては後述する実施例で説明する。
中間成形体同士を貼り合わせ、加圧して未焼結成形体を形成するときの圧力は、例えば、１０Ｋｇ／ｃｍ^２以上とすることができる。この範囲内である場合、未焼結成形体同士の密着力を一層高めることができる。

【0020】

未焼結成形体のうち少なくとも一方は、貼り合わせを行う面にトンネルとなる溝を有する。例えば、貼り合わされた一対の未焼結成形体のうち、一方は溝を有し、他方は溝を有さないものとすることができる。この場合、トンネルの側面に段差が生じてしまうことが起こり難い。また、貼り合わされた一対の未焼結成形体の両方が溝を有していてもよい。この場合、両方の未焼結成形体における溝を合わせて、１つのトンネルを形成することもできる。

【0021】

未焼結成形体における溝は、中間成形体がプレス成形体、又はシート積層体である場合、溝の形状に応じた、例えばＲ（面取り）を有するマシニングツールを用いて形成することができる。また、中間成形体が樹脂硬化成形体である場合、樹脂硬化成形体を成形するための型に予め溝の形状を設けておくことで、溝を形成することもできる。

【0022】

未焼結成形体における溝の幅は、例えば、１ｍｍ以上とすることができる。また、未焼結成形体における溝の深さは、例えば、１ｍｍ以上とすることができる。溝の幅又は深さをこの範囲内とすることにより、トンネルの断面積を大きくし、トンネルを流れる流体（例えばガス）の圧力損失を小さくすることができる。

【0023】

未焼結成形体における溝は、以下の条件を充足する。
条件：前記溝の長手方向に直交する前記溝の断面において、前記溝に外接する長方形であって、最小の面積となる長方形を想定する。前記長方形における前記溝の底面側の頂点を点Ａとし、前記点Ａに接続する前記長方形の２辺上で、前記点Ａからの距離が０．１４ｍｍである点をそれぞれ点Ｂ、Ｃとする。前記点Ａ、Ｂ、Ｃを頂点とする三角形は、前記溝の外にある。

【0024】

溝がこの条件を充足することにより、中間成形体同士を貼り合わせ、加圧して未焼結成形体を形成する工程において圧力が大きくても、溝の角で亀裂が生じることを抑制できる。また、溝の幅や深さが大きくても、溝の角で亀裂が生じることを抑制できる。

【0025】

前記点Ａに接続する前記長方形の２辺上で、前記点Ａからの距離が０．２ｍｍである点をそれぞれ点Ｂ’、Ｃ’とする。前記点Ａ、Ｂ’、Ｃ’を頂点とする三角形が溝の外にあることが好ましい。この場合、溝の角で亀裂が生じることを一層抑制できる。

【0026】

本発明のトンネル付きセラミック部材は、セラミックの組成比が９８重量％以上であるセラミック領域と、トンネルとを備える。
セラミックとしては、例えば、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３、ＡｌＮ、及びＳｉＣから成る群から選択される１種以上が挙げられる。

【0027】

セラミック領域は、セラミックとともに、助剤成分を含むことができる。助剤成分としては、例えば、セラミック粉末がＡｌ_２Ｏ_３の場合は、ＳｉＯ_２、ＭｇＯ等が挙げられる。また、セラミック粉末がＹ_２Ｏ_３の場合は、ＣａＯ等が挙げられる。セラミック領域における助剤成分の組成比は、２重量％以下であることが好ましい。この範囲内であることにより、以下の効果が得られる。

【0028】

例えば、トンネル付きセラミック部材が、半導体装置の内部でプラズマに暴露されるような部位に使用されることがある。この場合、Ｓｉウエハ等を処理する際に使用するプラズマにより、選択的に助剤成分がエッチングされ、パーティクルが発生することがある。上記のように助剤成分の量を２重量部以下とすれば、パーティクルの発生を抑制できる。

【0029】

例えば、本発明のトンネル付きセラミック部材を、上述した製造方法で製造する場合、セラミックの組成比が９８重量％以上であり、助剤成分の組成比が２重量％以下であれば、中間成形体を貼り合わせた際に、貼り合わせ界面に微細な隙間があると、焼成中に助剤成分により微細な隙間を埋める効果が必ずしも期待できず、焼成体の接着界面に隙間ができることがある。そのため、中間成形体を貼り合わせる際に、隙間なく貼り合わせることが好ましい。隙間なく貼り合わせるため、中間成形体同士を貼り合わせ、加圧するときの圧力を大きく（例えば、１０Ｋｇ／ｃｍ^２以上に）することが好ましい。このときでも、トンネルが後述する条件を充足することにより、トンネルの角におけるクラックを抑制できる。

【0030】

トンネル付きセラミック部材が備えるトンネルは、以下の条件を充足する。
条件：前記トンネルの長手方向に直交する前記トンネルの断面において、前記トンネルに外接する長方形であって、最小の面積となる長方形を想定する。前記長方形における各頂点をそれぞれ点Ａとする。前記点Ａに接続する前記長方形の２辺上で、前記点Ａからの距離が０．１４ｍｍである点をそれぞれ点Ｂ、Ｃとする。前記点Ａ、Ｂ、Ｃを頂点とする三角形であって、前記トンネルの外にある三角形が少なくとも２つ存在する。

【0031】

トンネルが上記の条件を充足することにより、トンネルの角でクラックが生じることを抑制できる。特に、トンネルの幅や深さが大きくても、トンネルの角でクラックが生じることを抑制できる。

【0032】

前記点Ａに接続する前記長方形の２辺上で、前記点Ａからの距離が０．２ｍｍである点をそれぞれ点Ｂ’、Ｃ’とする。前記点Ａ、Ｂ’、Ｃ’を頂点とする三角形であって、前記トンネルの外にある三角形が少なくとも２つ存在することが好ましい。この場合、トンネルの角でクラックが生じることを一層抑制できる。

【0033】

本発明のトンネル付きセラミック部材は、種々の用途に用いることができ、例えば、半導体製造装置に関連した、シャワーヘッド、静電チャック、ヒーター等に用いることができる。トンネル付きセラミック部材のトンネルには、種々の流体（例えば、ガス、液体）を流すことができる。
（実施例１）
平均粒径１．０μｍのＡｌ_２Ｏ_３原料（セラミック粉末の一例）と樹脂と水とから成るスラリーＳ１を用い、スプレードライヤーにより、スプレー顆粒を作製した。樹脂としてはポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を用いた。Ａｌ_２Ｏ_３原料１００重量部に対し、樹脂の量は３重量部とした。

【0034】

次に、スプレー顆粒を加圧成形し、図１Ａに示す中間成形体１、３を作成した。中間成形体１、３の形状は、それぞれ、直径３６０ｍｍ、厚み１５ｍｍの円盤形状である。なお、中間成形体１、３は、プレス成形体の一例である。

【0035】

次に、図１Ｂに示すように、中間成形体３における一方の面３Ａに、マシニングセンタにより、溝５を形成した。溝５の形成には、Ｒのついたエンドミル（Ｒを有するマシニングツールの一例）を用いた。面３Ａ上での溝５のパターンは、図３に示すとおりである。

【0036】

次に、平均粒径１．０μｍのＡｌ_２Ｏ_３原料と樹脂と溶剤とを混合したペーストＳ１を用意した。樹脂としてはポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を用いた。Ａｌ_２Ｏ_３原料１００重量部に対し、樹脂の量は３重量部とした。溶剤としてテルピオネールを用いた。

【0037】

上記のペーストＳ１を、中間成形体３の面３Ａ上（溝５の部分は除く）に塗布し、図１Ｃに示すように、中間成形体１と中間成形体３とを貼り合わせ、加圧した。貼り合わせ及び加圧後の中間成形体１を、以下では未焼結成形体１’とする。また、貼り合わせ及び加圧後の中間成形体３を、以下では未焼結成形体３’とする。

【0038】

中間成形体１と中間成形体３とを貼り合わせる面は、中間成形体３の面３Ａと、中間成形体１の面１Ａとである。なお、面１Ａには溝は形成されていない。また、加圧における圧力は２０Ｋｇ／ｃｍ^２とした。

【0039】

中間成形体１と中間成形体３とを貼り合わせた結果、溝５の開口部が閉じられ、トンネル１１が形成された。
図２は、溝５の長手方向に直交する断面での、未焼結成形体３’の断面図である。溝５は、底面９の両端部１０においてＲのついた形状を有する。長方形７は、図２において溝５に外接する仮想的な長方形であって、最小の面積となる長方形である。長方形７の各辺は、面３Ａに水平であるか、直交する。長方形７における溝５の底面９側の頂点を点Ａとする。点Ａに接続する長方形７の２辺上で、点Ａからの距離が０．１４ｍｍである点をそれぞれ点Ｂ、Ｃとする。点Ａ、Ｂ、Ｃを頂点とする三角形は、溝５の外にある（セラミックを主成分とする領域内にある）。図２に示す２つの三角形の両方が溝５の外にあることが好ましい。溝５の幅Ｗは２ｍｍであり、溝５の深さＤは１．５ｍｍである。

【0040】

次に、未焼結成形体１’、３’を、空気中で脱脂、焼結した。脱脂条件は２５０℃とした。また、焼結条件は１５５０℃とした。
最後に、外径研磨や穴あけ加工を行い、図１Ｄに示すトンネル付きセラミック部材１３を完成した。トンネル付きセラミック部材１３は、トンネル１１と、それ以外のセラミック領域１５とから成る。セラミック領域１５では、セラミックの組成比が９９重量％であり、助剤の組成比が１重量％である。

【0041】

トンネル付きセラミック部材１３におけるトンネル１１の形状は、未焼結成形体３’における溝５の形状と同様であった。ただし、トンネル１１の大きさは、未焼結成形体３’における溝５の大きさの約８０％であった。

【0042】

図４は、トンネル１１の長手方向に直交する断面での、トンネル付きセラミック部材１３の断面図である。トンネル１１は、底面９の両端部１０においてＲのついた形状を有する。長方形７は、図４においてトンネル１１に外接する仮想的な長方形であって、最小の面積となる長方形である。長方形７における底面９側の頂点を点Ａとする。点Ａに接続する長方形７の２辺上で、点Ａからの距離が０．１４ｍｍである点をそれぞれ点Ｂ、Ｃとする。点Ａ、Ｂ、Ｃを頂点とする三角形は、トンネル１１の外にある（セラミック領域１５内にある）。

【0043】

焼結後にトンネル１１を観察したところ、クラックは見られなかった。本実施例のトンネル付きセラミック部材１３は、ＣＶＤヒーター等で用いられるシャワーヘッドとすることができる。
（実施例２）
平均粒径１．０μｍのＡｌ_２Ｏ_３原料（セラミック粉末の一例）と熱硬化性樹脂と溶剤とから成るスラリーＳ２を調製した。熱硬化性樹脂としてはエポキシ樹脂を用いた。Ａｌ_２Ｏ_３原料１００重量部に対し、熱硬化性樹脂の量は１０重量部とした。

【0044】

上記のスラリーＳ２を型に流し込み、加熱することで硬化させ、中間成形体１、３を得た。この未焼結成形体１、３は、樹脂硬化成形体の一例である。本実施例における中間成形体１、３の形状は、基本的には前記実施例１における中間成形体１、３と同様である。中間成形体１用の型には、溝５に対応する凸部は設けられておらず、中間成形体３用の型には、溝５に対応する凸部が設けられている。よって、中間成形体３には溝５が形成されている。

【0045】

次に、上記のペーストＳ２を、未焼結成形体３の面３Ａ上（溝５の部分は除く）に塗布し、中間成形体１と中間成形体３とを貼り合わせ、加圧・加熱して未焼結成形体１’、３’を形成した。加圧における圧力は２０Ｋｇ／ｃｍ^２とし、加熱の条件は６０℃として、硬化させた。

【0046】

未焼結成形体３’における溝５の形状は基本的には前記実施例１と同様である。ただし、本実施例では、溝５の幅Ｗは１０ｍｍであり、深さＤは３ｍｍである。溝５の形状は、前記実施例１と同様に、点Ａ、Ｂ、Ｃを頂点とする三角形が、溝５の外にあるという条件を充足する（図２参照）。

【0047】

次に、未焼結成形体１’、３’を、空気中で脱脂、焼結した。脱脂条件は２５０℃とした。また、焼結条件は１５５０℃とした。
最後に、外径研磨や穴あけ加工を行い、トンネル付きセラミック部材１３を完成した。トンネル付きセラミック部材１３は、トンネル１１と、それ以外のセラミック領域１５とから成る（図１Ｄ参照）。セラミック領域１５では、セラミックの組成比が９９重量％であり、助剤の組成比が１重量％である。

【0048】

トンネル付きセラミック部材１３において、トンネル１１の形状は、未焼結成形体３’における溝５の形状と同様であった。ただし、トンネル１１の大きさは、未焼結成形体３’における溝５の大きさの約８０％であった。

【0049】

本実施例でも、トンネル１１の形状は、前記実施例１と同様に、点Ａ、Ｂ、Ｃを頂点とする三角形が、トンネル１１の外にある（セラミック領域１５内にある）という条件を充足する（図４参照）。

【0050】

焼結後にトンネル１１を観察したところ、クラックは見られなかった。本実施例のトンネル付きセラミック部材１３は、ＣＶＤヒーター等で用いられるシャワーヘッドとすることができる。
（実施例３）
平均粒径１．０μｍのＡｌ_２Ｏ_３原料（セラミック粉末の一例）と樹脂と可塑剤と溶剤とから成るスラリーＳ３を調製した。樹脂としてはポリビニルブチラール樹脂(ＰＶＢ)を用いた。Ａｌ_２Ｏ_３原料１００重量部に対し、樹脂の量は１０重量部とした。

【0051】

次に、スラリーＳ３を用い、ドクターブレード法により、シート成形体を作製した。そのシート成形体を複数積層し、加圧接着することで、中間成形体１、３を作成した。この中間成形体１、３は、シート積層体の一例である。中間成形体１、３の形状は、基本的には前記実施例１と同様である。ただし、本実施例では中間成形体１、３の厚みは８ｍｍである。

【0052】

以降は前記実施例１と同様に、溝５の形成、貼り合わせ、加圧を行い、未焼結成形体１’、３’を形成した。さらに、未焼結成形体１’、３’に、脱脂、焼結、及び外径研磨や穴あけ加工を行い、トンネル付きセラミック部材１３を完成した。溝５の形成においては、Ｒのついたエンドミルを用いた。未焼結成形体３’における溝５の形状は、前記実施例１と同様であり、点Ａ、Ｂ、Ｃを頂点とする三角形が、溝５の外にあるという条件を充足する（図２参照）。ただし、溝５の幅Ｗは５ｍｍであり、深さＤは３ｍｍである。また、加圧における圧力は３０Ｋｇ／ｃｍ^２とした。

【0053】

トンネル付きセラミック部材１３は、トンネル１１と、それ以外のセラミック領域１５とから成る。セラミック領域１５では、セラミックの組成比が９９重量％であり、助剤の組成比が１重量％である。

【0054】

トンネル付きセラミック部材１３において、トンネル１１の形状は、未焼結成形体３’における溝５の形状と同様であった。ただし、トンネル１１の大きさは、未焼結成形体３’における溝５の大きさの約８０％であった。

【0055】

本実施例でも、トンネル１１の形状は、前記実施例１と同様に、点Ａ、Ｂ、Ｃを頂点とする三角形が、トンネル１１の外にある（セラミック領域１５内にある）という条件を充足する（図４参照）。

【0056】

トンネル１１を観察したところ、クラックは見られなかった。トンネル１１を撮影した写真を図５に示す。本実施例のトンネル付きセラミック部材１３は、ＣＶＤヒーター等で用いられるシャワーヘッドとすることができる。
（実施例４）
基本的には前記実施例３と同様にして、トンネル付きセラミック部材を作成した。ただし、シート成形体を積層する前に、シート成形体に接続用の穴をパンチングによって開け、その穴にペーストを充填し、ビアを形成した。穴に充填するペーストは、Ｗ又はＭｏと、Ａｌ_２Ｏ_３と、樹脂と、溶剤とから成るものである。また、シート成形体の表面にＷ又はＭｏと、Ａｌ_２Ｏ_３と、樹脂と、溶剤とからなるペーストをスクリーン印刷で印刷し、配線パターンを形成した。シート成形体を積層したとき、上記のビア及び配線パターンは、立体的な配線構造を形成する。

【0057】

また、焼結のときは、加湿した窒素、水素混合カス中で焼結を行う。そのことにより、ビアや配線パターンの酸化を抑制することができる。
（比較例）
基本的には前記実施例３と同様にして、トンネル付きセラミック部材を作成した。ただし、溝５の形成において、Ｒのついていないエンドミルを用いた。そのため、図６Ａに示すように、未焼結成形体３’の溝５において、点Ａ、Ｂ、Ｃを頂点とする三角形を想定したとき、その三角形の少なくとも一部は、溝５の中にある。

【0058】

また、図６Ｂに示すように、トンネル付きセラミック部材のトンネル１１において、トンネル１１に外接する長方形であって、最小の面積となる長方形７を想定し、長方形７の４つの頂点をそれぞれ点Ａとする。各点Ａに接続する長方形７の２辺上で、点Ａからの距離が０．１４ｍｍである点をそれぞれ点Ｂ、Ｃとする。点Ａ、Ｂ、Ｃを頂点とする三角形は４つとも、少なくとも一部がトンネル１１の中にある。

【0059】

トンネル１１を観察した写真を図７に示す。図７に示すように、トンネル１１の角においてクラックが見られた。なお、図７では、クラックを着色し、見やすくしている。

【符号の説明】

【0060】

１、３…中間成形体、１’、３’…未焼結成形体、３Ａ…面、５…溝、７…長方形、９…底面、１０…両端部、１１…トンネル、１３…トンネル付きセラミック部材、１５…セラミック領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】