(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】
(24)【登録日】2022-12-15
(45)【発行日】2022-12-23
(54)【発明の名称】セラミック構造体及びセラミック構造体の製造方法
(51)【国際特許分類】
H01L 21/683 20060101AFI20221216BHJP
B28B 11/00 20060101ALI20221216BHJP
H05B 3/02 20060101ALI20221216BHJP
H05B 3/74 20060101ALI20221216BHJP
【ＦＩ】
H01L21/68 N
B28B11/00
H05B3/02 B
H05B3/74
【請求項の数】
11
(21)【出願番号】P 2020557582
(86)(22)【出願日】2019-11-20
(86)【国際出願番号】 JP2019045380
(87)【国際公開番号】W WO2020110850
(87)【国際公開日】2020-06-04
【審査請求日】2021-05-20
(31)【優先権主張番号】P 2018224680
(32)【優先日】2018-11-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000006633
【氏名又は名称】京セラ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100135828
【弁理士】
【氏名又は名称】飯島 康弘
(72)【発明者】
【氏名】川邊 保典
(72)【発明者】
【氏名】石峯 裕作
(72)【発明者】
【氏名】宗石 猛
(72)【発明者】
【氏名】大川 善裕
【審査官】宮久保 博幸
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１８－０１６５３６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－０８４９３８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－１７９１２７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－３０５９６８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－１５３２５４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／６８３
Ｂ２８Ｂ １１／００
Ｈ０５Ｂ ３／０２
Ｈ０５Ｂ ３／７４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
セラミックからなり、第１面を有している基体と、前記基体内に位置しており、接続部を有している内部導体と、
を有しており、
前記基体は、前記接続部から前記第１面に亘っている空間を有しており、
前記内部導体は、前記第１面に沿って前記空間及びその外側に跨っている導体層を有しており、
前記導体層は、前記空間に重なる部分が前記第１面側に撓んでいる
セラミック構造体。
【請求項2】
前記空間は、
前記接続部に接している第１空間と、
前記第１空間と前記第１面の外側とを連通しており、前記第１面の平面透視において前記第１空間よりも小さい第２空間と、を有しており、
前記空間は、複数の前記第２空間を有している
請求項１に記載のセラミック構造体。
【請求項3】
前記基体と前記接続部との間に空隙が位置している請求項１又は２に記載のセラミック構造体。
【請求項4】
上端面が前記接続部に接合されている端子を更に有しており、前記上端面は、
前記接続部に接合されている接合領域と、
前記接合領域から前記上端面の外縁に至り、前記接続部と隙間を介して対向している非接合領域と、を有している
請求項１～３のいずれか１項に記載のセラミック構造体。
【請求項5】
前記空間の容積の少なくとも８割以上は真空とされ、又は前記空間の容積の少なくとも８割以上には気体が存在している請求項１～４のいずれか１項に記載のセラミック構造体。
【請求項6】
前記空間は、前記接続部から前記第１面に亘っている空間本体と、
前記空間本体の、前記第１面に直交する方向の厚みのうち、前記接続部に接している一部の厚みから前記第１面に沿って広がっている、１００μｍ以下の層状空間と、を有している
請求項５に記載のセラミック構造体。
【請求項7】
前記空間は、前記第１面の平面透視において前記内部導体の配置領域の８割以上に亘っている請求項５又は６に記載のセラミック構造体。
【請求項8】
セラミックからなり、第１面を有している基体と、前記基体内に位置しており、接続部を有している内部導体と、
を有しており、
前記基体は、前記接続部から前記第１面に亘っている空間を有しており、
前記空間の壁面は、
第１領域と、
前記第１領域に対して前記第１面側に位置しており、前記第１領域とは表面の様相が異なる第２領域とを有しており、
前記第１領域及び前記第２領域のうち前記第２領域のみが切削痕を有している
セラミック構造体。
【請求項9】
請求項１～８のセラミック構造体の製造方法であって、前記基体のうち前記内部導体に対して前記第１面とは反対側に接する第１部分を構成する１以上の第１セラミックグリーンシートと、前記基体のうち前記内部導体に対して前記第１面側に接する第２部分を構成する１以上の第２セラミックグリーンシートと、前記基体のうち前記第２部分の前記第１面側に接するとともに前記第１面を有している第３部分を構成する１以上の第３セラミックグリーンシートと、を準備する準備工程と、
前記内部導体となる材料を前記第１セラミックグリーンシートの前記第１面側に配置する導体配置工程と、
前記空間のうち前記内部導体側の一部となる第１開口を前記第２セラミックグリーンシートに形成する第１開口形成工程と、
前記導体配置工程及び前記第１開口形成工程の後に、前記第１～第３セラミックグリーンシートを積層して積層体を得る積層工程と、
前記積層体を焼成する焼成工程と、
焼成後の前記積層体における前記第３部分のうち前記第１開口に重なっている領域に前記空間の前記第１面側の一部となる第２開口を形成する第２開口形成工程と、
を有しているセラミック構造体の製造方法。
【請求項10】
セラミックからなり、第１面を有している基体と、
前記基体内に位置しており、接続部を有している内部導体と、
を有しており、
前記基体は、前記接続部から前記第１面に亘っている空間を有しており、
前記空間は、
前記接続部に接している第１空間と、
前記第１空間と前記第１面の外側とを連通しており、前記第１面の平面透視において前記第１空間よりも小さい第２空間と、を有している
セラミック構造体の製造方法であって、
前記基体のうち前記内部導体に対して前記第１面とは反対側に接する第１部分を構成する１以上の第１セラミックグリーンシートと、前記基体のうち前記内部導体に対して前記第１面側に接する第２部分を構成する１以上の第２セラミックグリーンシートと、前記基体のうち前記第２部分の前記第１面側に接するとともに前記第１面を有している第３部分を構成する１以上の第３セラミックグリーンシートと、を準備する準備工程と、
前記内部導体となる材料を前記第１セラミックグリーンシートの前記第１面側に配置する導体配置工程と、
前記空間のうち前記内部導体側の一部となる第１開口を前記第２セラミックグリーンシートに形成する第１開口形成工程と、
前記導体配置工程及び前記第１開口形成工程の後に、前記第１～第３セラミックグリーンシートを積層して積層体を得る積層工程と、
前記積層体を焼成する焼成工程と、
焼成後の前記積層体における前記第３部分のうち前記第１開口に重なっている領域に前記空間の前記第１面側の一部となる第２開口を形成する第２開口形成工程と、
を有している
セラミック構造体の製造方法。
【請求項11】
セラミックからなり、第１面を有している基体と、
前記基体内に位置しており、接続部を有している内部導体と、
を有しており、
前記基体は、前記接続部から前記第１面に亘っている空間を有しており、
前記空間の壁面は、
第１領域と、
前記第１領域に対して前記第１面側に位置しており、前記第１領域とは表面の様相が異なる第２領域とを有している
セラミック構造体の製造方法であって、
前記基体のうち前記内部導体に対して前記第１面とは反対側に接する第１部分を構成する１以上の第１セラミックグリーンシートと、前記基体のうち前記内部導体に対して前記第１面側に接する第２部分を構成する１以上の第２セラミックグリーンシートと、前記基体のうち前記第２部分の前記第１面側に接するとともに前記第１面を有している第３部分を構成する１以上の第３セラミックグリーンシートと、を準備する準備工程と、
前記内部導体となる材料を前記第１セラミックグリーンシートの前記第１面側に配置する導体配置工程と、
前記空間のうち前記内部導体側の一部となる第１開口を前記第２セラミックグリーンシートに形成する第１開口形成工程と、
前記導体配置工程及び前記第１開口形成工程の後に、前記第１～第３セラミックグリーンシートを積層して積層体を得る積層工程と、
前記積層体を焼成する焼成工程と、
焼成後の前記積層体における前記第３部分のうち前記第１開口に重なっている領域に前記空間の前記第１面側の一部となる第２開口を形成する第２開口形成工程と、
を有しているセラミック構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、セラミック構造体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
セラミックを基体とするセラミック構造体が知られている。セラミック構造体としては、例えば、ウェハの加工に利用されるセラミックヒータ、静電チャック及びプラズマ発生用電極部材を挙げることができる。これらのセラミック構造体は、基体内に内部導体を有している。内部導体の一部は、端子との接続のために基体の外部へ露出している。特許文献１～３では、切削加工などによって基体に穴を形成することによって、内部導体の一部を基体の外部に露出させている。穴は、その深さ方向に直交する横断面の形状及び大きさが深さ方向において一定とされているか、基体の外部側ほど径が大きくなるテーパ状とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１２－４９１８５号公報
【文献】特開２００３－４０６８６号公報
【文献】特開２００２－１４１４０４号公報
【発明の概要】
【0004】
本開示の一態様に係るセラミック構造体は、基体と、内部導体とを有している。前記基体は、セラミックからなり、第１面を有している。前記内部導体は、前記基体内に位置しており、接続部を有している。前記基体は、前記接続部から前記第１面に亘っている空間を有している。前記空間は、第１空間と、第２空間とを有している。前記第１空間は、前記接続部に接している。前記第１空間は、前記第１空間と前記第１面の外側とを連通しており、前記第１面の平面透視において前記第１空間よりも小さい。
【0005】
本開示の一態様に係るセラミック構造体は、基体と、内部導体とを有している。前記基体は、セラミックからなり、第１面を有している。前記内部導体は、前記基体内に位置しており、接続部を有している。前記基体は、前記接続部から前記第１面に亘っている空間を有している。前記内部導体は、前記第１面に沿って前記空間及びその外側に跨っている導体層を有している。前記導体層は、前記空間に重なる部分が前記第１面側に撓んでいる。
【0006】
本開示の一態様に係るセラミック構造体は、基体と、内部導体とを有している。前記基体は、セラミックからなり、第１面を有している。前記内部導体は、前記基体内に位置しており、接続部を有している。前記基体は、前記接続部から前記第１面に亘っている空間を有している。前記空間の壁面は、第１領域と、第２領域とを有している。前記第２領域は、前記第１領域に対して前記第１面側に位置しており、前記第１領域とは表面の様相が異なる。
【0007】
本開示の一態様に係る上記のいずれかのセラミック構造体の製造方法は、準備工程と、導体配置工程と、第１開口形成工程と、積層工程と、焼成工程と、第２開口形成工程とを有している。前記準備工程では、それぞれ１以上の第１～第３セラミックグリーンシートを準備する。前記第１セラミックグリーンシートは、前記基体のうち前記内部導体に対して前記第１面とは反対側に接する第１部分を構成する。前記第２セラミックグリーンシートは、前記基体のうち前記内部導体に対して前記第１面側に接する第２部分を構成する。前記第３セラミックグリーンシートは、前記基体のうち前記第２部分の前記第１面側に接するとともに前記第１面を有している第３部分を構成する。前記導体配置工程では、前記内部導体となる材料を前記第１セラミックグリーンシートの前記第１面側に配置する。前記第１開口形成工程では、前記空間のうち前記内部導体側の一部となる第１開口を前記第２セラミックグリーンシートに形成する。前記積層工程では、前記導体配置工程及び前記第１開口形成工程の後に、前記第１～第３セラミックグリーンシートを積層して積層体を得る。前記焼成工程では、前記積層体を焼成する。前記第２開口形成工程では、焼成後の前記積層体における前記第３部分のうち前記第１開口に重なっている領域に前記空間の前記第１面側の一部となる第２開口を形成する。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】実施形態に係るヒータの構成を示す模式的な分解斜視図。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本開示のセラミック構造体について、セラミックヒータを例に取って説明する。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。従って、細部は省略されていることがあり、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。また、ヒータは、各図に示されていない周知の構成要素をさらに備えていても構わない。
【0010】
（ヒータシステム）
図１は、実施形態に係るヒータ１の構成を示す模式的な分解斜視図である。図２は、図１のヒータ１を含むヒータシステム１０１の構成を示す模式図である。図２において、ヒータ１については、図１のII－II線断面図が示されている。図１は、ヒータ１の構造を示すために便宜的にヒータ１を分解して示しており、実際の完成後のヒータ１は、図１の分解斜視図のように分解可能である必要はない。
図１は、実施形態に係るヒータ１の構成を示す模式的な分解斜視図である。図２は、図１のヒータ１を含むヒータシステム１０１の構成を示す模式図である。図２において、ヒータ１については、図１のII－II線断面図が示されている。図１は、ヒータ１の構造を示すために便宜的にヒータ１を分解して示しており、実際の完成後のヒータ１は、図１の分解斜視図のように分解可能である必要はない。
【0011】
図１及び図２の紙面上方は、例えば、鉛直上方である。ただし、ヒータ１は、必ずしも図１及び図２の紙面上方を鉛直上方として利用される必要はない。以下では、便宜上、図１及び図２の紙面上方を鉛直上方として、上面及び下面等の用語を用いることがある。特に断りがない限り、単に平面視という場合、図１及び図２の紙面上方から見ることを指すものとする。
【0012】
ヒータシステム１０１は、ヒータ１と、ヒータ１に電力を供給する電力供給部３（図２）と、電力供給部３を制御する制御部５（図２）と、を有している。ヒータ１と電力供給部３とは配線部材７（図２）によって接続されている。なお、配線部材７は、ヒータ１の一部と捉えられても構わない。また、ヒータシステム１０１は、上記に挙げた構成の他、例えば、ヒータ１に気体及び／又は液体を供給する流体供給部を有していてもよい。
【0013】
（ヒータ）
ヒータ１は、例えば、概略板状（図示の例では円盤状）のヒータプレート９と、ヒータプレート９から下方へ延びているパイプ１１とを有している。
ヒータ１は、例えば、概略板状（図示の例では円盤状）のヒータプレート９と、ヒータプレート９から下方へ延びているパイプ１１とを有している。
【0014】
ヒータプレート９は、その上面１３ａに加熱対象物の一例としてのウェハＷｆ（図２）が載置され（重ねられ）、ウェハの加熱に直接に寄与する。パイプ１１は、例えば、ヒータプレート９の支持及び配線部材７の保護に寄与する。なお、ヒータプレート９のみがヒータと捉えられても構わない。
【0015】
（ヒータプレート）
ヒータプレート９の上面１３ａ及び下面１３ｂは、例えば、概ね平面である。ヒータプレート９の平面形状及び各種の寸法は、加熱対象物の形状及び寸法等を考慮して適宜に設定されてよい。例えば、平面形状は、円形（図示の例）又は多角形（例えば矩形）である。寸法の一例を示すと、直径は２０ｃｍ以上３５ｃｍ以下、厚さは４ｍｍ以上３０ｍｍ以下である。なお、本実施形態の説明において、矩形等の多角形に係る用語は、特に断りが無い限り、角部が直線（平面）又は曲線（曲面）によって面取りされた形状を含んでよいものとする。
ヒータプレート９の上面１３ａ及び下面１３ｂは、例えば、概ね平面である。ヒータプレート９の平面形状及び各種の寸法は、加熱対象物の形状及び寸法等を考慮して適宜に設定されてよい。例えば、平面形状は、円形（図示の例）又は多角形（例えば矩形）である。寸法の一例を示すと、直径は２０ｃｍ以上３５ｃｍ以下、厚さは４ｍｍ以上３０ｍｍ以下である。なお、本実施形態の説明において、矩形等の多角形に係る用語は、特に断りが無い限り、角部が直線（平面）又は曲線（曲面）によって面取りされた形状を含んでよいものとする。
【0016】
ヒータプレート９は、例えば、絶縁性の基体１３（符号は図２）と、基体１３に埋設されている内部導体１４と、内部導体１４と電気的に接続されている端子１７（図２）とを備えている。内部導体１４は、抵抗発熱体１５と、端子１７に接続される接続部１６とを含んでいる。抵抗発熱体１５に電流が流れることによって、ジュールの法則に従って熱が発生し、ひいては、基体１３の上面１３ａに載置されているウェハＷｆが加熱される。
【0017】
（基体）
基体１３の外形は、ヒータプレート９の外形を構成している。従って、上述のヒータプレート９の形状及び寸法に係る説明は、そのまま基体１３の外形及び寸法の説明と捉えられてよい。基体１３の材料は、例えば、セラミックである。セラミックは、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３、アルミナ）、炭化珪素（ＳｉＣ）、及び窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）等を主成分とする焼結体である。なお、主成分は、例えば、その材料の５０質量％以上又は８０質量％以上を占める材料である（以下、特に断りが無い限り、他の部材及び他の材料についても、同様である。）。
基体１３の外形は、ヒータプレート９の外形を構成している。従って、上述のヒータプレート９の形状及び寸法に係る説明は、そのまま基体１３の外形及び寸法の説明と捉えられてよい。基体１３の材料は、例えば、セラミックである。セラミックは、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３、アルミナ）、炭化珪素（ＳｉＣ）、及び窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）等を主成分とする焼結体である。なお、主成分は、例えば、その材料の５０質量％以上又は８０質量％以上を占める材料である（以下、特に断りが無い限り、他の部材及び他の材料についても、同様である。）。
【0018】
図１に示すように、基体１３は、例えば、第１絶縁層１９Ａ、第２絶縁層１９Ｂ及び第３絶縁層１９Ｃ（以下、単に「絶縁層１９」といい、これらを区別しないことがある。）が積層されて構成されている。第１絶縁層１９Ａは、抵抗発熱体１５から上面１３ａまでの部分を構成している。第２絶縁層１９Ｂは、抵抗発熱体１５から下面１３ｂまでの部分のうち内部導体１４側の一部を構成している。第３絶縁層１９Ｃは、第２絶縁層１９Ｂから下面１３ｂまでの部分を構成している。
【0019】
複数の絶縁層１９の材料は、上述した基体１３の材料である。また、複数の絶縁層１９の材料は、互いに同一であってもよいし、互いに異なっていてもよい。複数の絶縁層１９の境界は、材料の観点から特定できなくてもよい。各絶縁層１９は、さらに薄い複数の絶縁層が積層されて構成されていてもよい。
【0020】
（抵抗発熱体）
抵抗発熱体１５は、基体１３の上面１３ａ及び下面１３ｂに沿って（例えば平行に）延びている。また、抵抗発熱体１５は、平面視において、例えば、基体１３の概ね全面に亘って延びている。
抵抗発熱体１５は、基体１３の上面１３ａ及び下面１３ｂに沿って（例えば平行に）延びている。また、抵抗発熱体１５は、平面視において、例えば、基体１３の概ね全面に亘って延びている。
【0021】
平面視における抵抗発熱体１５の具体的なパターン（経路）は適宜なものとされてよい。例えば、抵抗発熱体１５は、ヒータプレート９において１本のみ設けられており、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。また、図示の例では、抵抗発熱体１５は、ヒータプレート９を２分割した各領域において、円周方向に往復するように（ミアンダ状に）延びている。この他、例えば、抵抗発熱体１５は、渦巻状に延びていたり、一の半径方向において直線状に往復するように延びていたりしてよい。
【0022】
抵抗発熱体１５を局部的に見たときの形状も適宜なものとされてよい。例えば、抵抗発熱体１５は、上面１３ａ及び下面１３ｂに平行な層状導体であってもよいし、上記の経路を軸として巻かれたコイル状（スプリング状）であってもよいし、メッシュ状に形成されているものであってもよい。各種の形状における寸法も適宜に設定されてよい。
【0023】
抵抗発熱体１５の材料は、電流が流れることによって熱を生じる導体（例えば金属）である。すなわち、抵抗値が比較的大きい導体である。導体は、適宜に選択されてよく、例えば、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、プラチナ（Ｐｔ）若しくはインジウム（Ｉｎ）又はこれらを主成分とする合金である。また、抵抗発熱体１５の材料は、前記のような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、抵抗発熱体１５の材料は、ガラス粉末及び／又はセラミック粉末等の添加剤（別の観点では無機絶縁物）を含むものであってもよい。
【0024】
（接続部）
接続部１６は、抵抗発熱体１５の一部によって構成されていてもよいし、抵抗発熱体１５とは別個の部位として構成され、抵抗発熱体１５と端子１７との間に介在していてもよい。また、別の観点では、接続部１６の材料、幅及び／又は厚さは、抵抗発熱体１５の材料、幅及び／又は厚さと同一であってもよいし、異なっていてもよい。
接続部１６は、抵抗発熱体１５の一部によって構成されていてもよいし、抵抗発熱体１５とは別個の部位として構成され、抵抗発熱体１５と端子１７との間に介在していてもよい。また、別の観点では、接続部１６の材料、幅及び／又は厚さは、抵抗発熱体１５の材料、幅及び／又は厚さと同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【0025】
図１では、便宜上、抵抗発熱体１５の全部又は大部分が抽象的に線で描かれているとともに、接続部１６が当該線の幅よりも直径が大きい黒丸で描かれている。図２では、抵抗発熱体１５として層状導体からなるものを示し、その一部によって接続部１６が構成されている例を模式的に示している。接続部１６の材料が抵抗発熱体１５の材料と異なる材料である場合において、接続部１６の材料は、抵抗発熱体１５の材料として利用可能なものであってもよいし、利用不可能なものであってもよく、また、導電ペーストを焼成して得られるものであってもよい。
【0026】
本実施形態の説明では、便宜上、接続部１６が抵抗発熱体１５の一部である場合を例に取るものとする。
【0027】
接続部１６は、例えば、抵抗発熱体１５の長さ方向両端に位置しており、１対設けられている。１対の接続部１６（抵抗発熱体１５の両端）は、例えば、ヒータプレート９の中央側に位置している。なお、１つの抵抗発熱体１５に３以上の接続部１６（端子１７）が設けられてもよいし、２以上（例えば２層以上）の抵抗発熱体１５に電力を供給する２組以上の接続部１６（端子１７）が設けられてもよい。
【0028】
（端子）
端子１７は、例えば、接続部１６の数と同数で設けられ、接続部１６に接合されているとともに、一部が基体１３の下面１３ｂから基体１３の外部へ露出している。これにより、ヒータプレート９の外部から端子１７及び接続部１６を介して抵抗発熱体１５へ電力を供給可能になっている。端子１７は、例えば、少なくとも表面に導電性を有する部材によって構成されている。例えば、端子１７は、その全体が金属からなるバルク材（金属部材）によって構成されている。端子１７の形状は適宜なものとされてよく、例えば、概略、柱状（軸状）である。その軸に直交する横断面の形状は、円形等の適宜な形状とされてよい。端子１７の軸方向（上下方向）の長さと径とはいずれが大きくてもよい。
端子１７は、例えば、接続部１６の数と同数で設けられ、接続部１６に接合されているとともに、一部が基体１３の下面１３ｂから基体１３の外部へ露出している。これにより、ヒータプレート９の外部から端子１７及び接続部１６を介して抵抗発熱体１５へ電力を供給可能になっている。端子１７は、例えば、少なくとも表面に導電性を有する部材によって構成されている。例えば、端子１７は、その全体が金属からなるバルク材（金属部材）によって構成されている。端子１７の形状は適宜なものとされてよく、例えば、概略、柱状（軸状）である。その軸に直交する横断面の形状は、円形等の適宜な形状とされてよい。端子１７の軸方向（上下方向）の長さと径とはいずれが大きくてもよい。
【0029】
（パイプ）
パイプ１１は、上下（軸方向両側）が開口している中空状である。別の観点では、パイプ１１は、上下に貫通する空間１１ｓを有している。パイプ１１の横断面（軸方向に直交する断面）及び縦断面（軸方向に平行な断面。図２に示す断面）の形状は適宜に設定されてよい。図示の例では、パイプ１１は、軸方向の位置に対して径が一定の円筒形状である。もちろん、パイプ１１は、高さ方向の位置によって径が異なっていてもよい。また、パイプ１１の寸法の具体的な値は適宜に設定されてよい。特に図示しないが、パイプ１１には、気体又は液体が流れる流路が形成されていてもよい。
パイプ１１は、上下（軸方向両側）が開口している中空状である。別の観点では、パイプ１１は、上下に貫通する空間１１ｓを有している。パイプ１１の横断面（軸方向に直交する断面）及び縦断面（軸方向に平行な断面。図２に示す断面）の形状は適宜に設定されてよい。図示の例では、パイプ１１は、軸方向の位置に対して径が一定の円筒形状である。もちろん、パイプ１１は、高さ方向の位置によって径が異なっていてもよい。また、パイプ１１の寸法の具体的な値は適宜に設定されてよい。特に図示しないが、パイプ１１には、気体又は液体が流れる流路が形成されていてもよい。
【0030】
パイプ１１は、セラミック等の絶縁材料から構成されていてもよいし、金属（導電材料）から構成されていてもよい。セラミックの具体的な材料としては、例えば、基体１３の説明で挙げたもの（ＡｌＮ等）が利用されてよい。また、パイプ１１の材料は、基体１３の材料と同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【0031】
基体１３とパイプ１１との固定は、適宜な方法によってなされてよい。例えば、両者は、両者の間に介在する接着剤（不図示）によって固定されてもよいし、両者の間に接着剤を介在させずに、固相接合によって固定されてもよいし、ボルト及びナット（いずれも不図示）を利用して機械的に固定されてもよい。
【0032】
（配線部材）
配線部材７は、パイプ１１の空間１１ｓ内に挿通されている。平面透視において、ヒータプレート９のうち空間１１ｓ内に露出する領域では、複数の端子１７が基体１３から露出している。そして、配線部材７は、その一端が複数の端子１７に接続されている。
配線部材７は、パイプ１１の空間１１ｓ内に挿通されている。平面透視において、ヒータプレート９のうち空間１１ｓ内に露出する領域では、複数の端子１７が基体１３から露出している。そして、配線部材７は、その一端が複数の端子１７に接続されている。
【0033】
複数の配線部材７は、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し、これらの組み合わせであってもよい。また、複数の可撓性の電線は、纏められて１本のケーブルのようになっていてもよいし、纏められていなくてもよい。
【0034】
配線部材７と端子１７との接続も適宜なものとされてよい。例えば、両者は、導電性の接合材によって接合されてよい。また、例えば、両者は、一方に雄ねじが形成され、他方に雌ねじが形成されることにより、螺合されていてもよい。端子１７は、前記のねじのように、配線部材７との接続のための特定の形状を有していてもよい。ただし、以下の説明では、そのような特定の形状の図示は基本的に省略する。
【0035】
【0036】
基体１３は、接続部１６と端子１７とを接続可能にするために、接続部１６を基体１３の外部へ露出させる空間２１を有している。空間２１には端子１７が配置されている。端子１７は、接続部１６と接続されているとともに基体１３の下面１３ｂから基体１３の外部へ露出している。
【0037】
図示の例では、空間２１の大部分は空の状態（真空状態又は気体が存在している状態）とされている。ただし、ヒータ１の製造過程で空間２１に所定の材料（例えば封止材又は接合材）が充填されてもよい。すなわち、ヒータ１の完成後においては、空間２１は、その内部に基体１３を構成する材料が位置していなければよく、空の状態であることを要しない。基体１３において所定の材料が充填されている部位が空間２１であるか否かは、その材料の種類、材料の体積、材料が充填されている部位の形状、及び製造過程等から合理的に判断されてよい。
【0038】
空間２１は、第２絶縁層１９Ｂを貫通する貫通孔からなる第１空間２３（図１も参照）と、第３絶縁層１９Ｃを貫通する貫通孔からなる第２空間２５（図１も参照）とを有している。換言すれば、空間２１は、接続部に接している第１空間２３と、第１空間２３と基体１３の下面１３ｂの外側とを連通している第２空間２５とを有している。
【0039】
第１空間２３及び第２空間２５の形状及び寸法は適宜に設定されてよい。例えば、第１空間２３及び／又は第２空間２５の基体１３の下面１３ｂに平行な横断面の形状は、円形（図示の例）、楕円、矩形又は矩形以外の多角形等の適宜な形状とされてよい。また、例えば、第１空間２３及び／又は第２空間２５の基体１３の下面１３ｂに直交する縦断面の形状は、矩形（図示の例）、下面１３ｂ側ほど拡径する台形状、下面１３ｂ側ほど縮径する台形状、又は一部に曲線（曲面）を含む形状とされてよい。
【0040】
下面１３ｂの平面透視において、第１空間２３及び第２空間２５は、一方が他方に収まっていてもよいし、双方が互いに一致していてもよい。図示の例では、下面１３ｂの平面透視において、第２空間２５は、第１空間２３よりも小さく、第１空間２３に収まっている。ひいては、空間２１の内壁面には、第１空間２３と第２空間２５との境界に段差２１ａが構成されている。別の観点では、第２空間２５は、第１空間２３の下面１３ｂ側の面の一部に開口している。両者の大きさの相違の程度は適宜に設定されてよい。例えば、両者の大きさの差は、加工誤差よりも若干大きい程度であってもよい。
【0041】
第１空間２３及び第２空間２５の基体１３の下面１３ｂに直交する方向（上下方向）の大きさ（第２絶縁層１９Ｂ及び第３絶縁層１９Ｃの厚さ）は、いずれが他方よりも大きくてもよい。図示の例では、第２空間２５の上下方向の大きさは、第１空間２３の上下方向の大きさよりも小さい。その大きさの相違の程度は適宜に設定されてよい。例えば、第２空間２５の上下方向の大きさは、第１空間２３の上下方向の大きさに対して、１／２以下又は１／３以下とされてよい。
【0042】
空間２１の接続部１６等に対する相対的な大きさも適宜に設定されてよい。図示の例では、空間２１（第１空間２３及び第２空間２５それぞれ）は、例えば、接続部１６毎に設けられている。すなわち、第１空間２３は、１つの接続部１６のみに接し、２以上の接続部１６に重なっていない。また、第１空間２３は、基体１３の下面１３ｂの平面透視において、接続部１６に収まっていてもよいし（図示の例）、接続部１６と一致していてもよいし、接続部１６よりも外側まで広がっていてもよい。
【0043】
空間２１は、例えば、既述のように、その大部分（例えば８割以上）が空の状態とされている。この空の状態の空間２１は、密閉されていてもよいし、密閉されていなくてもよい。図示の例では、空間２１は、端子１７と基体１３との間に介在する封止材２９が設けられることによって密閉されている。密閉されている空間２１は、気体が封入されていてもよいし、真空とされていてもよい。封入されている気体は、例えば、窒素等の不活性ガスとされてよい。真空は、実際には、大気圧よりも減圧された状態である。これにより、接続部１６等を酸化から保護できる。なお、空間２１が密閉されていない場合、空間２１には、例えば、基体１３の周囲の気体が存在している。
【0044】
封止材２９の材料は、適宜なものとされてよく、例えば、一般的なガラス封止に用いられる材料であってもよいし、ＣａＯ－Ａｌ２Ｏ３－Ｙ２Ｏ３系等の接合剤が用いられてもよい。封止材２９は、例えば、第２空間２５の概ね全体に充填されている。ただし、封止材２９は、第２空間２５の少なくとも一部を空の状態とするように配置されていてもよい。逆に、封止材２９は、第１空間２３にも比較的大きな体積で位置していてもよく、さらには、第１空間２３に充填されていてもよい。
【0045】
端子１７は、空間２１に配置され、一端が接続部１６に接合されている。端子１７の接続部１６に接続される端部とは反対側の端部は、基体１３の下面１３ｂよりも外側に位置していてもよいし（図示の例）、第２空間２５に位置していてもよいし、第１空間２３に位置していてもよい。端子１７のうち、少なくとも下面１３ｂよりも接続部１６側の部分は、第２空間２５を通過可能な大きさとされている。特に図示しないが、端子１７は、第２空間２５の周囲にて下面１３ｂに対向（係合）するフランジを有していてもよい。
【0046】
端子１７と接続部１６との接続は、適宜な方法によってなされてよい。図示の例では、両者は、導電性の接合材２７によって接合されている。接合材２７は、例えば、Ａｇ－Ｃｕ－Ｔｉ系合金（Ａｇ、Ｃｕ及びＴｉを含む合金）等のろう材とされてよい。なお、完成後のヒータ１において、接合材２７と接続部１６との区別は不可能であってもよい。この場合、接合材２７は、例えば、接続部１６の一部と捉えられても構わない。特に図示しないが、端子１７は、接続部１６に当接しているだけであってもよい。
【0047】
（ヒータプレートの製造方法）
図４は、ヒータプレート９の製造方法の手順の一例を示すフローチャートである。また、図５（ａ）、図５（ｂ）及び図６（ａ）は、製造途中のヒータプレート９の一部を示す、図３に相当する断面図である。各部材の材質及び形状等は、製造過程の進行に伴って変化する。ただし、説明の便宜上、材質及び形状等の変化の前後で同一の符号を用いる。
図４は、ヒータプレート９の製造方法の手順の一例を示すフローチャートである。また、図５（ａ）、図５（ｂ）及び図６（ａ）は、製造途中のヒータプレート９の一部を示す、図３に相当する断面図である。各部材の材質及び形状等は、製造過程の進行に伴って変化する。ただし、説明の便宜上、材質及び形状等の変化の前後で同一の符号を用いる。
【0048】
ステップＳＴ１では、焼成前の第１絶縁層１９Ａ～第３絶縁層１９Ｃ（セラミックグリーンシート）を準備する（図５（ａ）参照）。
【0049】
ステップＳＴ２では、焼成前の第２絶縁層１９Ｂ（セラミックグリーンシート）に第１空間２３となる貫通孔（第１開口）を形成する（図５（ａ）参照）。貫通孔の形成方法は、公知の種々の方法と同様とされてよい。例えば、打ち抜き加工、切削加工及び／又はレーザ加工が用いられてよい。切削加工に用いられる切削工具は適宜なものとされてよく、例えば、ドリルが用いられてよい。
【0050】
ステップＳＴ３では、焼成前の第１絶縁層１９Ａ～第３絶縁層１９Ｃ（セラミックグリーンシート）に対して、内部導体１４となる導電ペーストを配置する（図５（ａ）参照）。具体的には、例えば、接続部１６を含む抵抗発熱体１５となる導電ペーストを第１絶縁層１９Ａの第２絶縁層１９Ｂ側に配置する。なお、ステップＳＴ２及びステップＳＴ３は、順序が逆であっても構わない。
【0051】
ステップＳＴ４では、焼成前の第１絶縁層１９Ａ～第３絶縁層１９Ｃを積層して焼成前の基体１３（セラミックグリーンシートの積層体）を得る（図５（ｂ）参照）。まだ第３絶縁層１９Ｃには第２空間２５が形成されていないから、第１空間２３は第３絶縁層１９Ｃによって塞がれて密閉される。密閉された第１空間２３は、真空とされていてもよいし、気体が封入されていてもよい。気体は、例えば、窒素等の不活性ガスとされてよい。また、第１絶縁層１９Ａ～第３絶縁層１９Ｃを積層した後、脱脂を行なってもよい。ここで、例えば、脱脂を窒素雰囲気で行なえば、密閉された第１空間２３には窒素が封入される。そして、脱脂開始から焼成までは、数日を要する場合があり、密閉された第１空間２３に窒素等の不活性ガスが封入されていれば、この期間も接続部１６等の酸化の蓋然性が低減される。
【0052】
ステップＳＴ５では、生の基体１３（セラミックグリーンシートの積層体）を焼成する。
【0053】
ステップＳＴ６では、焼成後の基体１３の第３絶縁層１９Ｃに第２空間２５となる貫通孔（第２開口）を形成する（図６（ａ））。貫通孔の形成方法は、公知の種々の方法と同様とされてよい。例えば、切削加工及び／又はレーザ加工が用いられてよい。図６（ａ）では、切削工具３１（例えばドリル）によって切削加工がなされる態様が例示されている。
【0054】
その後、特に図示しないが、端子１７が空間２１に挿入されて接続部１６と接合される。また、封止材２９が配置される。
【0055】
第２空間２５となる貫通孔の形成方法は、第１空間２３となる貫通孔の形成方法と異なる種類のものであってもよいし、同一の種類のものであってもよい。例えば、前者の例としては、第１空間２３を打ち抜き加工又はレーザ加工で形成し、第２空間２５を切削加工によって形成する態様が挙げられる。後者の例としては、第１空間２３及び第２空間２５の双方を切削加工によって形成する態様が挙げられる。また、同一の種類の方法が用いられる場合においては、その具体的な加工条件は、第１空間２３と第２空間２５とで互いに異なっていてもよいし、同一であってもよい。具体的な加工条件としては、例えば、切削工具を用いる場合においては、切削工具の形状及び寸法、並びに切削工具の回転速度及び切削工具の送り速度を挙げることができる。
【0056】
第１空間２３となる貫通孔の形成方法と、第２空間２５となる貫通孔の形成方法とが、その種類又は具体的な加工条件において異なる場合、空間２１の壁面は、第１空間２３と第２空間２５とで表面の様相の相違を観察できることがある。例えば、第１空間２３が打ち抜き加工又はレーザ加工によって形成され、第２空間２５が切削工具３１によって形成される態様においては、第２空間２５の壁面のみに切削痕（例えばドリル痕）を観察することができる。
【0057】
図６（ｂ）は、切削工具３１によって第２空間２５を形成した場合における第２空間２５の壁面を模式的に示す斜視図であり、切削痕３３を模式的に示している。切削痕３３は、例えば、切削工具の軸回り（第２空間２５を上下に通過する中心線回り）に延びる複数の溝３３ａからなる縞模様として観察される。
【0058】
以上のとおり、本実施形態では、セラミック構造体（ヒータ１）は、基体１３と、内部導体１４とを有している。基体１３は、セラミックからなり、第１面（下面１３ｂ）を有している。内部導体１４は、基体１３内に位置しており、接続部１６を有している。基体１３は、接続部１６から下面１３ｂに亘っている空間２１を有している。空間２１は、第１空間２３及び第２空間２５を有している。第１空間２３は、接続部１６に接している。第２空間２５は、第１空間２３と下面１３ｂの外側とを連通しており、下面１３ｂの平面透視において第１空間２３よりも小さい。
【0059】
従って、例えば、接続部１６が空間２１に露出する面積を大きくすることができる。その結果、例えば、端子１７と接続部１６とを接合する接合材２７の接続部１６に対する接合面積を大きくすることができる。一方で、第２空間２５の径が小さくされていることから、空間２１の封止の信頼性を向上させることができる。その結果、例えば、接続部１６を酸化から保護しやすい。また、例えば、空間２１が真空とされ、又は空間２１に気体が封入されている場合においては、空間２１は、断熱部として機能する。その結果、例えば、抵抗発熱体１５の熱は下面１３ｂに伝わりにくくなり、基体１３を介して上面１３ａへ伝わりやすくなる。そして、平面透視において第１空間２３が相対的に大きくされていることにより、当該効果が向上する。
【0060】
また、別の観点では、本実施形態では、セラミック構造体（ヒータ１）は、基体１３と、内部導体１４とを有している。基体１３は、セラミックからなり、第１面（下面１３ｂ）を有している。内部導体１４は、基体１３内に位置しており、接続部１６を有している。基体１３は、接続部１６から下面１３ｂに亘っている空間２１を有している。空間２１の壁面は、第１領域（第１空間２３の壁面）と、第２領域（第２空間２５の壁面）とを有している。第２領域は、第１領域に対して下面１３ｂ側に位置しており、第１領域とは表面の様相が異なる。
【0061】
従って、例えば、表面の様相の相違を利用することができる。例えば、第２空間２５の内壁に切削痕３３が形成されている場合においては、切削痕３３が構成する凹凸によって封止材２９の第２空間２５の壁面に対する接合強度が向上する。また、切削痕３３は、基体１３の下面１３ｂから接続部１６への方向に対して交差する複数の溝３３ａによって構成されている。従って、第２空間２５の壁面と封止材２９との界面は、基体１３の下面１３ｂの外側から接続部１６へ至る経路が、切削痕３３が無い場合に比較して長くなる。その結果、空間２１の密閉性が向上する。
【0062】
また、本実施形態では、空間２１の壁面は、第１空間２３と第２空間２５との境界に段差２１ａを有している。
【0063】
この場合、例えば、第１空間２３と第２空間２５との径の差を大きくして、上述した効果を得ることが容易化される。また、例えば、封止材２９が第３絶縁層１９Ｃに対して第１空間２３側から係合することによって、封止材２９の基体１３に対する固定の強度を向上させることもできる。
【0064】
また、本実施形態では、１つの空間２１は、１つのみ第２空間２５を有している。
【0065】
この場合、例えば、第１空間２３の大きさ以下の範囲で第２空間２５を極力大きくすることが容易である。その結果、例えば、第２空間２５を介して第１空間２３に端子１７を配置することが容易化される。
【0066】
また、本実施形態では、セラミック構造体（ヒータ１）の製造方法は、準備工程（ステップＳＴ１）、導体配置工程（ステップＳＴ３）、第１開口形成工程（ステップＳＴ２）、積層工程（ステップＳＴ４）、焼成工程（ステップＳＴ５）及び第２開口形成工程（ステップＳＴ６）を有している。準備工程では、それぞれ１以上の第１～第３セラミックグリーンシート（焼成前の第１絶縁層１９Ａ～第３絶縁層１９Ｃ）を用意する。第１セラミックグリーンシートは、基体１３のうち内部導体１４に対して第１面（下面１３ｂ）とは反対側に接する第１部分（第１絶縁層１９Ａ）を構成する。第２セラミックグリーンシートは、基体１３のうち内部導体１４に対して下面１３ｂ側に接する第２部分（第２絶縁層１９Ｂ）を構成する。第３セラミックグリーンシートは、基体１３のうち第２絶縁層１９Ｂの下面１３ｂ側に接するとともに下面１３ｂを有している第３部分（第３絶縁層１９Ｃ）を構成する。導体配置工程では、内部導体１４となる材料を第１セラミックグリーンシート（焼成前の第１絶縁層１９Ａ）の下面１３ｂ側に配置する。第１開口形成工程では、空間２１のうち内部導体１４側の一部（第１空間２３）となる第１開口を第２セラミックグリーンシート（焼成前の第２絶縁層１９Ｂ）に形成する。積層工程では、導体配置工程及び第１開口形成工程の後に、第１～第３セラミックグリーンシートを積層して積層体（焼成前の基体１３）を得る。焼成工程では、積層体を焼成する。第２開口形成工程では、焼成後の積層体（基体１３）における第３部分（第３絶縁層１９Ｃ）のうち第１空間２３に重なっている領域に空間２１の下面１３ｂ側の一部（第２空間２５）となる第２開口を形成する。
【0067】
従って、例えば、基体１３の焼成後においては、空間２１を形成するための加工は、第３絶縁層１９Ｃに対してのみ行われ、第２絶縁層１９Ｂに対する加工は不要である。その結果、例えば、焼成後の基体１３に対する空間２１を形成する加工によって、接続部１６を損傷してしまう蓋然性が低減される。例えば、切削工具３１によって接続部１６を切削してしまう蓋然性が低減される。ここで、第１空間２３だけでなく、第２空間２５も、セラミックグリーンシートの積層前に形成することが考えられる。ただし、この場合、焼成工程等において、接続部１６が基体１３の外部の雰囲気に晒される。その結果、例えば、接続部１６が酸化してしまい、接続部１６の特性が低下する可能性が生じる。一方、本実施形態の製造方法では、焼成後に第２空間２５が形成されるまでは第１空間２３は第３絶縁層１９Ｃによって塞がれているから、そのような酸化の蓋然性が低減される。また、切削工具３１によって第３絶縁層１９Ｃに第２開口（第２空間２５）を形成する場合、切削工具３１のうち第３絶縁層１９Ｃを通過した先端側部分は、第１空間２３に位置することになり、基体１３に接しない。その結果、例えば、切削工具３１から、基体１３のうちの上面１３ａ側の部分に付与される衝撃が低減される。ひいては、例えば、基体１３の上面１３ａ側に亀裂が生じる蓋然性を低減することができる。別の観点では、基体１３の、内部導体１４から上面１３ａまでの厚さを薄くすることができる。
【0068】
（変形例）
以下では、種々の変形例について述べる。変形例の説明では、基本的に、実施形態との相違点について述べる。特に言及しない点については、例えば、実施形態と同様とされたり、実施形態から類推されたりしてよい。また、変形例において、実施形態の構成と対応又は類似する構成については、相違点があっても、便宜上、同一の符号を付すことがある。また、以下の説明では、端子１７、接合材２７及び封止材２９の図示を省略することがある。
以下では、種々の変形例について述べる。変形例の説明では、基本的に、実施形態との相違点について述べる。特に言及しない点については、例えば、実施形態と同様とされたり、実施形態から類推されたりしてよい。また、変形例において、実施形態の構成と対応又は類似する構成については、相違点があっても、便宜上、同一の符号を付すことがある。また、以下の説明では、端子１７、接合材２７及び封止材２９の図示を省略することがある。
【0069】
（第１変形例）
図７（ａ）は、第１変形例に係るヒータプレート２０９の一部を示す断面図である。この断面図は、図３に概ね対応しているが、抵抗発熱体１５が紙面右側に延びていることによって示されているように、抵抗発熱体１５の長手方向に沿う断面を示している。ただし、図３と同一の方向の断面において、この図に示す構成の特徴が現れていてもよい。
図７（ａ）は、第１変形例に係るヒータプレート２０９の一部を示す断面図である。この断面図は、図３に概ね対応しているが、抵抗発熱体１５が紙面右側に延びていることによって示されているように、抵抗発熱体１５の長手方向に沿う断面を示している。ただし、図３と同一の方向の断面において、この図に示す構成の特徴が現れていてもよい。
【0070】
ヒータプレート２０９の空間２２１においては、１つの第１空間２３に対して複数の第２空間２２５が設けられている。基体１３の下面１３ｂの平面透視において、複数の第２空間２２５の大きさ及び配置は適宜なものとされてよい。例えば、複数の第２空間２２５は、１列に配列されてもよいし、２次元的に配列されていてもよいし、配列されているとは捉えることができない態様で配置されていてもよい。
【0071】
このような態様によれば、例えば、第１空間２３の直下において第３絶縁層１９Ｃの強度を確保することが容易化される。その一方で、第１空間２３を広く確保して、第１空間２３による効果（例えば断熱効果）を向上させることができる。また、例えば、複数の第２空間２５を図示の例のように抵抗発熱体１５に沿って配列し、複数の第２空間２５のそれぞれに対して端子１７を挿通して抵抗発熱体１５を接合することができる。この場合、細長形状である抵抗発熱体１５において端子１７との接続面積を確保しやすい。その一方で、第１空間２３及び／又は第２空間２５の、抵抗発熱体１５の幅方向における長さを短くして、基体１３の強度を向上させたり、空間２２１の密閉性を向上させたりすることができる。
【0072】
【0073】
この変形例では、ヒータプレート３０９の内部導体３１４は、第１面（基体１３の下面１３ｂ）に沿っている導体層（図示の例では抵抗発熱体１５）と、当該導体層に対して下面１３ｂ側に重なっている接続用導体３５とを有している。そして、この接続用導体３５によって、端子１７に接合される接続部３１６が構成されている。なお、接続用導体のみを接続部３１６と捉えてもよいし、抵抗発熱体１５の一部と接続用導体との組み合わせが接続部３１６と捉えられてもよい。
【0074】
接続用導体３５の位置、厚さ及び広さ等は適宜に設定されてよい。例えば、接続用導体３５は、第１空間２３に収まっていてもよいし（図示の例）、第１空間２３からはみ出して、第１絶縁層１９Ａと第２絶縁層１９Ｂとの間に位置する部分を有していてもよい。また、接続用導体３５は、抵抗発熱体１５のうち平面透視において第１空間２３と重なる部分の全部を覆っていてもよいし（図示の例）、一部を覆っていてもよい。接続用導体３５の厚さは、抵抗発熱体１５の厚さよりも薄くてもよいし、同等でもよいし、厚くてもよい（図示の例）。接続用導体３５の材料は、抵抗発熱体１５の材料と同一であってもよいし、異なっていてもよく、また、導電ペーストを焼成して得られるものであってもよい。
【0075】
ヒータプレート３０９の製造方法において、接続用導体３５は、焼成前の第３絶縁層１９Ｃによって第１空間２３を塞ぐ前に設けられる限り、適宜な時期において適宜な方法で設けられてよい。例えば、第１絶縁層１９Ａとなる第１セラミックグリーンシートに抵抗発熱体１５となる導電ペーストを配置した後、かつ当該第１セラミックグリーンシートと第２絶縁層１９Ｂとなる第２セラミックグリーンシートとを重ねる前に、接続用導体３５となる導電ペーストが配置されてよい。
【0076】
このような接続用導体３５を設けることによって、例えば、抵抗発熱体１５の一部からなる接続部１６よりも端子１７との接合に適した形状及び材料からなる接続部３１６を実現できる。また、製造方法の観点から見ると、例えば、切削工具３１によって焼成後の第３絶縁層１９Ｃに第２開口（第２空間２５）を形成するときに、切削工具３１が接続部３１６に接触してしまっても、抵抗発熱体１５（内部導体３１４の本体、導体層）まで切削される蓋然性が低減される。
【0077】
【0078】
この変形例において、空間４２１は、実施形態の空間２１（空間本体）に加えて、層状空間３７を有している。層状空間３７の位置、厚さ及び広さは、適宜に設定されてよい。例えば、層状空間３７の厚さは、第１空間２３及び第２空間２５の厚さよりも薄い。その具体的な厚さは、例えば、１００μｍ以下である。層状空間３７は、例えば、上記の１００μｍ以下の厚さの部分を層状空間３７の面積のうち５割以上、８割以上又は全部に亘って有している。
【0079】
層状空間３７は、例えば、第１絶縁層１９Ａと第２絶縁層１９Ｂとの間に形成されている。別の観点では、層状空間３７は、内部導体１４（図示の例では抵抗発熱体１５と同じ）に対して第１面（基体１３の下面１３ｂ）側から接している。さらに別の観点では、層状空間３７は、空間本体（空間２１）の、下面１３ｂに直交する方向（上下方向）の厚みのうち、接続部１６に接している一部の厚みから下面１３ｂに沿って広がっている。
【0080】
図８（ａ）に示す縦断面（下面１３ｂに直交する断面）では、層状空間３７は、その端から端まで繋がっている。ただし、第１絶縁層１９Ａと第２絶縁層１９Ｂとが層状空間３７の配置領域内の一部において接触することにより、他の縦断面において、層状空間３７は分断されていてもよい。さらには、分断によって、層状空間３７の一部に空間２１と通じていない部分（当該部分は、空間２１と通じる層状空間３７とは別の空間として捉えられてもよい。）が生じていてもよい。また、図示の例では、層状空間３７によって、複数の空間本体（空間２１）が互いに連通されているが、このような連通がなされていなくてもよい。
【0081】
層状空間３７は、内部導体１４の配置領域（図示の例では抵抗発熱体１５の配置領域と同じ）に対して、適宜な割合で広がっていてよい。例えば、平面透視において内部導体１４を収容する最小の円形又は多角形（例えば矩形）を想定する。このとき、層状空間３７は、上記円形又は上記多角形の面積の１割以上、３割以上、５割以上、８割以上又は全部に亘って広がっていてよい。なお、上記において、層状空間３７の配置領域内で第１絶縁層１９Ａと第２絶縁層１９Ｂとが接触している面積は、層状空間３７の面積から除外してもよいし、除外しなくてもよい。また、層状空間３７は、上記円形又は上記多角形の外側にまで広がっていてよい。
【0082】
層状空間３７の形成方法は、適宜な方法とされてよい。例えば、セラミックグリーンシートの積層体を焼成するときの条件を適宜に設定することによって、セラミックグリーンシートの焼成に伴う収縮を利用して第１絶縁層１９Ａと第２絶縁層１９Ｂとの間に隙間を生じさせて層状空間３７を形成してよい。また、例えば、セラミックグリーンシートの積層時に第１絶縁層１９Ａと第２絶縁層１９Ｂとの間に比較的微小なスペーサを配置することによって、焼成前から層状空間３７を形成したり、又は焼成時の収縮による隙間を生じやすくしたりしてもよい。
【0083】
本変形例のように層状空間３７を設けると、例えば、溶融状態の接合材２７（図３参照）が層状空間３７に侵入し、硬化状態の接合材２７が第２絶縁層１９Ｂの第１絶縁層１９Ａ側の面に係合する。これにより、接合材２７が接続部１６から剥離する蓋然性が低減される。ひいては、端子１７と接続部１６との接続の信頼性が向上する。
【0084】
また、例えば、空間４２１又は層状空間３７の容積の８割以上又は全部が真空とされ、又は空間４２１又は層状空間３７の容積の８割以上又は全部に気体が存在している（例えば封入されている）場合においては、層状空間３７は、断熱層として機能する。その結果、抵抗発熱体１５から基体１３の下面１３ｂ側へ逃げる熱を低減して、基体１３の上面１３ａに熱を伝えやすくすることができる。また、空間本体（空間２１）の平面透視における面積を大きくする場合に比較して、基体１３の体積が確保されるから、ヒータプレート４０９の強度確保及び／又は熱容量増加に有利である。
【0085】
【0086】
第３変形例では、空間４２１は、第１面（基体１３の下面１３ｂ）の平面透視において、内部導体１４の配置領域の比較的広い範囲（例えば８割以上）に亘っていてよいことを述べた。このような態様は、第４変形例に示すように、第１空間５２３によって実現されても構わない。
【0087】
また、図示の例では、第１絶縁層１９Ａと第３絶縁層１９Ｃとの間にスペーサ３９が設けられている。スペーサ３９は、例えば、基体１３の強度確保に寄与している。スペーサ３９は、第２絶縁層１９Ｂの一部であってもよいし、第２絶縁層１９Ｂとは異なる材料から構成されていてもよい。スペーサ３９は、例えば、柱状であってもよいし、壁状であってもよい。壁状のスペーサ３９は、第１絶縁層１９Ａと第３絶縁層１９Ｃとの間の空間を複数に区画して、接続部１６を露出させるための第１空間５２３とは隔離された空間を形成していてもよい。もちろん、このようなスペーサ３９は設けられなくてもよい。
【0088】
また、第４変形例は、１つの第１空間５２３が複数の接続部１６に接している（平面透視において重なっている）例ともなっている。このように１つの第１空間５２３が複数の接続部１６に重なっている場合において、第２空間５２５も複数の接続部１６に重なっていてもよいし（図示の例）、複数の第２空間が複数の接続部１６に対して個別に重なっていてもよい。
【0089】
【0090】
この変形例では、平面透視において、第２空間６２５の形状及び大きさが第１空間２３の形状及び大きさと同様とされている。換言すれば、空間６２１の壁面は、段差２１ａ（図３）を有さず、接続部１６の位置（第２絶縁層１９Ｂの上面の位置）から基体１３の下面１３ｂまで連続している。このような変形例に係るヒータプレート６０９は、例えば、実施形態の製造方法によって作製される。ただし、第２開口形成工程において、第２開口（第２空間６２５）は、その形状及び大きさが第１開口（第１空間２３）の形状及び大きさと同等となるように形成される。
【0091】
焼成前に第１空間２３（第１開口）を形成し、焼成後に第２空間６２５（第２開口）を形成することにより、ヒータプレート６０９には、焼成後に空間６２１の全体を形成した場合とは異なる特徴が現れることがある。
【0092】
例えば、積層工程及び焼成工程の条件にもよるが、図９（ａ）に示すように、内部導体１４（別の観点では第１絶縁層１９Ａの下面）は、空間６２１（第１空間２３）に重なっている部分が、第１面（基体１３の下面１３ｂ）側に撓む。撓みの大きさは、例えば、接続部１６の断面を撮像した画像において目視可能な大きさである。また、例えば、第１空間２３に重なる範囲において、内部導体１４の最も高い位置と最も低い位置との差は、内部導体１４の厚さの０．５倍以上、１倍以上、２倍以上又は５倍以上である。内部導体１４の撓んでいる部分の形状は適宜なものとされてよい。例えば、全体的に湾曲していてもよいし（図示の例）、一部又は全部が直線状に形成されていてもよい。
【0093】
また、例えば、実施形態の説明でも述べたように、第１空間２３の壁面（第１領域）と、第２空間６２５の壁面（第２領域）とは様相が異なることがある。図９（ｂ）では、第２空間６２５の壁面のみに切削痕３３が形成されている態様を例示している。なお、このことから理解されるように、空間の壁面が連続している（段差を有さない）という場合、切削痕３３のような意図していない微細な凹凸（段差）は無視する。
【0094】
以上のように、本変形例では、セラミック構造体（ヒータプレート６０９）は、基体１３及び内部導体１４を有している。基体１３は、セラミックからなり、第１面（下面１３ｂ）を有している。内部導体１４は、基体１３内に位置しており、接続部１６を有している。基体１３は、接続部１６から下面１３ｂに亘っている空間６２１を有している。内部導体１４は、下面１３ｂに沿って空間６２１及びその外側に跨っている導体層（例えば抵抗発熱体１５）を有している。抵抗発熱体１５は、空間６２１に重なる部分が下面１３ｂ側に撓んでいる。
【0095】
従って、例えば、接続部１６が下面１３ｂ側に凹状となっている態様（このような態様も本開示に係る技術に含まれてよい。）に比較して、接続部１６と端子１７との間に接合材２７に囲まれた気泡が形成されて導通面積が低減される蓋然性が低減される。また、例えば、内部導体１４よりも上面１３ａ側の基体１３の体積を多少なりとも大きくして、上面１３ａ側の蓄熱性を向上させることができる。また、例えば、基体１３と端子１７との熱膨張差によって端子１７（別の観点では接合材２７）と接続部１６との間に応力が生じたときに、接続部１６の弾性変形によって応力が緩和されることが期待される。
【0096】
また、本変形例では、空間６２１の壁面は、接続部１６の位置から第１面（基体１３の下面１３ｂ）まで連続している。別の観点では、第１空間２３と第２空間６２５とは平面視において一致している。
【0097】
この場合、例えば、第２空間６２５が比較的大きく形成されているから、端子１７の第１空間２３への配置及び端子１７と接続部１６との接合等が容易である。
【0098】
【0099】
内部導体１４（より詳細には例えば接続部１６）は、第５変形例と同様に、基体１３の下面１３ｂ側に撓んでいる。また、本変形例では、第５変形例と異なり、内部導体１４と基体１３との間に空隙４１が構成されている。空隙４１は、真空とされていてもよいし、気体が存在していてもよい。また、空隙４１は、空間２１と通じていてもよいし、通じていなくてもよい。
【0100】
空隙４１の形状は適宜に設定されてよい。図示の例では、空隙４１は、第１絶縁層１９Ａの平面状の下面と、内部導体１４の下方に湾曲する上面とによって構成されている。ひいては、空隙４１は、断面視において、概略、平面と弧とによって構成される形状を有している。ただし、図示の例とは異なり、例えば、第１絶縁層１９Ａの下面及び内部導体１４の上面の双方が下方に湾曲し、かつ後者の方が大きく下方に撓むことによって空隙４１が形成されていてもよい。また、空隙４１の下面（内部導体１４の上面）は平坦な部分を含んでいてもよい。空隙４１の平面視における形状も任意である。
【0101】
空隙４１の大きさ等も適宜に設定されてよい。例えば、第５変形例における内部導体１４の撓みの大きさの説明は、本変形例における内部導体１４に援用されてよい。また、例えば、空隙４１の厚さ（上下方向）は、接続部１６の断面を撮像した画像において目視可能な大きさである。また、例えば、空隙４１の厚さは、最大で、接続部１６の厚さの０．１倍以上、０．５倍以上、１倍以上、２倍以上又は５倍以上とされてよい。平面視において、空隙４１は、端子１７の上端面１７ａよりも広くてもよいし（図示の例）、同等でもよいし、狭くてもよい。
【0102】
空隙４１は、適宜な方法によって形成されてよい。例えば、第１実施形態と同様の製造方法において、導体配置工程、積層工程及び／又は焼成工程の各種の条件を適宜に設定すると、内部導体１４が第１絶縁層１９Ａの下面から剥離しつつ空間２１内へ撓む。これにより、空隙４１が形成される。また、焼成前の第１絶縁層１９Ａの下面のうち第１空間２３と重なる予定の領域に樹脂を配置し、その上に内部導体１４となる材料を配置してもよい。この場合、焼成工程において樹脂が消失することによって空隙４１が形成される。
【0103】
また、本変形例では、端子１７の上端面１７ａは、その一部のみが接続部１６に接合されている。すなわち、上端面１７ａは、接続部１６に接合されている接合領域１７ａａと、接続部１６に接合されていない非接合領域１７ａｂとを有している。非接合領域１７ａｂは、例えば、接続部１６と隙間４３（および接合材２７）を介して対向している。
【0104】
接合領域１７ａａ及び非接合領域１７ａｂの上端面１７ａにおける位置は適宜に設定されてよい。ただし、例えば、非接合領域１７ａｂ（別の観点では隙間４３）は、接合領域１７ａａから上端面１７ａの外縁に至るように設定されている。この場合、隙間４３は、空間２１に通じている。
【0105】
図示の例では、概ね、上端面１７ａの中央が接続部１６の下面１３ｂ側への凸形状の頂部に対向して接続部１６に接合されている。ひいては、接合領域１７ａａは、上端面１７ａの中央側の領域となっており、非接合領域１７ａｂは、接合領域１７ａａを囲む領域、及び／又は所定の断面において接合領域１７ａａの両側に位置する領域となっている。ただし、図示の例とは異なり、例えば、上端面１７ａの中央側から偏心した領域が接続部１６の凸形状の頂部に対向してもよい。ひいては、所定の断面において、横方向の一方側に接合領域１７ａａが位置し、他方側に非接合領域１７ａｂが位置してもよい。
【0106】
また、接合領域１７ａａ及び非接合領域１７ａｂ（別の観点では隙間４３）の広さも適宜に設定されてよい。例えば、前者は後者よりも広くてもよいし、同等でもよいし、狭くてもよい。隙間４３の厚さ（上下方向）も適宜に設定されてよい。隙間４３の厚さ（上下方向）は、接続部１６の断面を撮像した画像において目視可能な大きさである。また、例えば、隙間４３の厚さは、最大で、接続部１６の厚さの０．１倍以上、０．５倍以上又は１倍以上とされてよい。
【0107】
以上のとおり、本変形例では、導体層（内部導体１４）の空間２１に重なる部分（接続部１６）が第１面（下面１３ｂ）側に撓んでいることに加え、基体１３と接続部１６との間に空隙４１が位置している。
【0108】
この場合、例えば、端子１７と基体１３との熱膨張差を接続部１６の弾性変形によって吸収することができる。その結果、例えば、端子１７（別の観点では接合材２７）と接続部１６との間に生じる熱応力を低減し、両者の間で剥離が生じる蓋然性を低減できる。また、例えば、端子１７と基体１３との間に生じる熱応力を低減し、基体１３にクラックが生じる蓋然性を低減できる。
【0109】
また、本変形例では、端子１７の上端面１７ａは、接続部１６に接合されている接合領域１７ａａと、接合領域１７ａａから上端面１７ａの外縁に至り、接続部１６と隙間４３を介して対向している非接合領域１７ａｂと、を有している。
【0110】
この場合、例えば、接続部１６と非接合領域１７ａｂとが近接及び離反するような接続部１６の変形によって、端子１７と基体１３との熱膨張差が吸収されることが期待される。その結果、例えば、端子１７（別の観点では接合材２７）と接続部１６との間で剥離が生じる蓋然性を低減できる。
【0111】
なお、以上の実施形態又は変形例において、ヒータ１、ヒータプレート９、２０９、３０９、４０９、５０９、６０９及び７０９それぞれはセラミック構造体の一例である。基体１３の下面１３ｂは第１面の一例である。抵抗発熱体１５は導体層の一例である。第１空間２３及び５２３それぞれの壁面は第１領域の一例である。第２空間２５、２２５、５２５及び６２５それぞれの壁面は第２領域の一例である。空間２１、２２１及び６２１は空間本体の一例である。第１絶縁層１９Ａは第１部分の一例である。第２絶縁層１９Ｂは第２部分の一例である。第３絶縁層１９Ｃは第３部分の一例である。焼成前の第１絶縁層１９Ａは第１セラミックグリーンシートの一例である。焼成前の第２絶縁層１９Ｂは第２セラミックグリーンシートの一例である。焼成前の第３絶縁層１９Ｃは第３セラミックグリーンシートの一例である。第１空間２３及び５２３それぞれは第１開口の一例である。第２空間２５、２２５、５２５及び６２５それぞれは第２開口の一例である。
【0112】
本開示に係るヒータは、以上の実施形態及び変形例に限定されず、種々の態様で実施されてよい。
【0113】
上述した実施形態及び各種の変形例は適宜に組み合わされてよい。例えば、図７（ｂ）の接続用導体３５は、各種の変形例に組み合わされてよい。また、例えば、図８（ａ）の層状空間３７は、図９（ａ）のように第１空間２３及び第２空間６２５が平面透視において一致する構成に組み合わされてよい。
【0114】
実施形態では、セラミック構造体として、加熱機能を有するヒータプレートを例に取った。ただし、セラミック構造体は、他の機能を有するものであってもよい。例えば、セラミック構造体は、静電チャック、又はプラズマ発生用電極部材であってもよいし、これら及びヒータの２つ以上の組み合わせとして機能するものであってもよい。さらに、セラミック構造体は、このようなウェハの加工用のもの（サセプタ等）に限定されず、あらゆる技術分野に適用可能である。
【0115】
別の観点では、内部導体は、実施形態では加熱用の抵抗発熱体であったが、他の用途の導体であってよく、例えば、静電チャック用の電極、又はプラズマ発生用の電極であってもよい。セラミック構造体は、これらの電極及び抵抗発熱体の１つ、又は２以上の組み合わせを有していてもよい。内部導体は、例えば、全体として、基体（１３）の上面に沿って広がっている（上方に面している）といえる形状を有している導体とされてよい。また、例えば、平面視において内部導体全体を囲む最小の凸曲線を仮定したときに、当該凸曲線により囲まれた領域は、基体の上面の６割以上又は８割以上を占めてよい。
【0116】
また、内部導体の一部又は全部は、抵抗発熱体又は電極のように、セラミック構造体の機能を直接的に担う導体でなくてもよい。例えば、抵抗発熱体及び／又は電極と、基体の下面との間に、抵抗発熱体及び／又は電極と端子とを接続するための配線層を設けてよい。そして、この配線層の一部又は当該一部に重ねられる接続用導体によって、空間と接する接続部が構成されてよい。すなわち、内部導体は、配線層を含んでよい。
【0117】
実施形態の説明で述べたように、実施形態に係る製造方法は、第２開口（第２空間）を形成するときに基体のうちの第１空間よりも第１面とは反対側（実施形態では上面１３ａ側）に付与される衝撃を緩和できるという効果が奏する。静電チャックは、基体内の電極（内部導体）から基体の上面までの厚みが比較的小さい（例えば０．３μｍ以下）。従って、セラミック構造体としての静電チャックに本開示に係る技術を適用した場合においては、上記効果が有効に奏される。プラズマの発生等に利用される、セラミック構造体としての電極内蔵フォーカスリングに本開示に係る技術を適用した場合においても同様である。また、ヒータを含み、流体又は化学組成物を加熱する、セラミック構造体としての熱交換器は、細いフィンを有していることがある。このようなセラミック構造体に本開示に係る技術を適用した場合においても上記効果が有効に奏される。
【符号の説明】
【0118】
１…ヒータ（セラミック構造体）、１３…基体、１３ｂ…下面（第１面）、１４…内部導体、１５…抵抗発熱体（導体層）、１６…接続部、２１…空間、２３…第１空間、２５…第２空間。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】