JP2000335981A - セラミック接合部品 - Google Patents
セラミック接合部品Info
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- JP2000335981A JP2000335981A JP14660699A JP14660699A JP2000335981A JP 2000335981 A JP2000335981 A JP 2000335981A JP 14660699 A JP14660699 A JP 14660699A JP 14660699 A JP14660699 A JP 14660699A JP 2000335981 A JP2000335981 A JP 2000335981A
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- ceramic
- titanium
- linear expansion
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- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ろう付け温度近傍までの高温の実使用が可能
で、かつセラミックに直接ろう付け接合可能なセラミッ
ク接合部品を提供することにある。 【解決手段】 セラミックにろう付け等により全面接合
し一体化する接合部品であって、チタンを主材とし、少
なくとも１種類以上のチタンと線膨張係数の異なる金属
とを含有し、各成分の配合比率を調整する事により、チ
タン単体の場合と他の金属単体の場合との間の任意の線
膨張係数値に制御が可能なこととした。
で、かつセラミックに直接ろう付け接合可能なセラミッ
ク接合部品を提供することにある。 【解決手段】 セラミックにろう付け等により全面接合
し一体化する接合部品であって、チタンを主材とし、少
なくとも１種類以上のチタンと線膨張係数の異なる金属
とを含有し、各成分の配合比率を調整する事により、チ
タン単体の場合と他の金属単体の場合との間の任意の線
膨張係数値に制御が可能なこととした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、セラミックにろう
付け等により全面接合し、一体化する接合部品に係する
発明であって、特に半導体製造工程で使用されるセラミ
ック静電チャックユニットに用いられるセラミック接合
部品（ジャケット）に関するものである。
付け等により全面接合し、一体化する接合部品に係する
発明であって、特に半導体製造工程で使用されるセラミ
ック静電チャックユニットに用いられるセラミック接合
部品（ジャケット）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】セラミック製静電チャックとジャケット
は機械的強度、熱伝達率を向上させる目的でセラミック
製静電チャック及びジャケットより低融点の金属によっ
てろう付け等全面接合され、静電チャックユニットとし
て接合温度以下の領域で使用される。従来の静電チャッ
クユニットは、セラミック製静電チャックとジャケット
との間をインジウムを主成分とする低融点軟質金属で全
面接合する方法や、特開平９−２８３６０９号に見られ
るように、セラミック製静電チャックとジャケットとの
間に両者の中間もしくはセラミック製静電チャックに近
い線膨張係数を持つインサート材を挟み込んだり、特開
平１０−４１３７７号に見られるように、静電チャック
とジャケットとの間に、静電チャックの線膨張率とジャ
ケットの線膨張率の間の所定の範囲で静電チャック側か
らジャケット側に向けて徐々に線膨張率が高くなるよう
にマトリックス金属と添加材の割合が変化するダンパ層
を設けて、全面高温ろう付けする方法等で組み立ててい
た。
は機械的強度、熱伝達率を向上させる目的でセラミック
製静電チャック及びジャケットより低融点の金属によっ
てろう付け等全面接合され、静電チャックユニットとし
て接合温度以下の領域で使用される。従来の静電チャッ
クユニットは、セラミック製静電チャックとジャケット
との間をインジウムを主成分とする低融点軟質金属で全
面接合する方法や、特開平９−２８３６０９号に見られ
るように、セラミック製静電チャックとジャケットとの
間に両者の中間もしくはセラミック製静電チャックに近
い線膨張係数を持つインサート材を挟み込んだり、特開
平１０−４１３７７号に見られるように、静電チャック
とジャケットとの間に、静電チャックの線膨張率とジャ
ケットの線膨張率の間の所定の範囲で静電チャック側か
らジャケット側に向けて徐々に線膨張率が高くなるよう
にマトリックス金属と添加材の割合が変化するダンパ層
を設けて、全面高温ろう付けする方法等で組み立ててい
た。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
静電チャックユニットでは次のような問題があった。イ
ンジウムを主成分とする低融点軟質金属での接合を行っ
た静電チャックユニットの実使用温度領域は、接合温度
が例えば１５６℃の場合、最高１２０℃程度である。こ
の静電チャックユニットの接合時、セラミック製静電チ
ャックとジャケットの線膨張係数の差が大きくても、一
例を挙げるとアルミナセラミック（α＝８．２Ｅ−６）
とアルミニウム（α＝２３Ｅ−６）の組み合わせでも、
室温から最高実使用温度間の温度差が少ない。そのた
め、実際に発生するセラミック製静電チャックとジャケ
ットとの膨張収縮差も小さくなり、内部応力も小さい。
さらに、接合した軟質金属自身の塑性変形による応力緩
和効果も期待できる。しかし、インジウムの熱伝導率は
高温ろう付け用ろう材に比べて低く、セラミック製静電
チャックとジャケットの間の熱流束を下げる原因にな
る。さらに、接合温度を超える、例えば５００℃程度の
高温では、軟質金属が溶解するため接合静電チャックユ
ニットの実使用は不可能である。
静電チャックユニットでは次のような問題があった。イ
ンジウムを主成分とする低融点軟質金属での接合を行っ
た静電チャックユニットの実使用温度領域は、接合温度
が例えば１５６℃の場合、最高１２０℃程度である。こ
の静電チャックユニットの接合時、セラミック製静電チ
ャックとジャケットの線膨張係数の差が大きくても、一
例を挙げるとアルミナセラミック（α＝８．２Ｅ−６）
とアルミニウム（α＝２３Ｅ−６）の組み合わせでも、
室温から最高実使用温度間の温度差が少ない。そのた
め、実際に発生するセラミック製静電チャックとジャケ
ットとの膨張収縮差も小さくなり、内部応力も小さい。
さらに、接合した軟質金属自身の塑性変形による応力緩
和効果も期待できる。しかし、インジウムの熱伝導率は
高温ろう付け用ろう材に比べて低く、セラミック製静電
チャックとジャケットの間の熱流束を下げる原因にな
る。さらに、接合温度を超える、例えば５００℃程度の
高温では、軟質金属が溶解するため接合静電チャックユ
ニットの実使用は不可能である。
【０００４】また、インサート材を挟み込む高温ろう付
け接合の場合、セラミック静電チャックとジャケットの
線膨張係数の間の、狙いの値を持つインサート材を探し
て用意する必要がある。また、ダンパ層を設ける高温ろ
う付け接合の場合、任意の線膨張係数の傾斜を持つダン
パ材を正確に製作する必要がある。さらに、インサート
材挟み込み法では上面側と下面側の２面が、ダンパ層挟
み込み法では製法にもよるが複数面が、ろう付け面とな
るため、融点の異なる複数種のろう材で１面づつろう付
けを行うか、インサート材、もしくはダンパ層の位置決
めを行ったまま複数面同時にろう付けを行う等、製造が
難しくなる。
け接合の場合、セラミック静電チャックとジャケットの
線膨張係数の間の、狙いの値を持つインサート材を探し
て用意する必要がある。また、ダンパ層を設ける高温ろ
う付け接合の場合、任意の線膨張係数の傾斜を持つダン
パ材を正確に製作する必要がある。さらに、インサート
材挟み込み法では上面側と下面側の２面が、ダンパ層挟
み込み法では製法にもよるが複数面が、ろう付け面とな
るため、融点の異なる複数種のろう材で１面づつろう付
けを行うか、インサート材、もしくはダンパ層の位置決
めを行ったまま複数面同時にろう付けを行う等、製造が
難しくなる。
【０００５】また、セラミックにろう付けにより面接合
し一体化する接合部材に、セラミックと線膨張係数の近
いチタンを用いることも考えられるが、チタンの線膨張
係数は常温から高温になるほど大きくなり、同じ温度範
囲で線膨張係数がほぼ一定であるセラミックをろう付け
すると、セラミックが割れてしまうという問題が生じ
る。
し一体化する接合部材に、セラミックと線膨張係数の近
いチタンを用いることも考えられるが、チタンの線膨張
係数は常温から高温になるほど大きくなり、同じ温度範
囲で線膨張係数がほぼ一定であるセラミックをろう付け
すると、セラミックが割れてしまうという問題が生じ
る。
【０００６】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、本発明の目的は、ろう付け温度近傍までの
高温の実使用が可能で、かつセラミックに直接ろう付け
接合可能なセラミック接合部品を提供することにある。
れたもので、本発明の目的は、ろう付け温度近傍までの
高温の実使用が可能で、かつセラミックに直接ろう付け
接合可能なセラミック接合部品を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、セラミックにろう付け等により全面接合し
一体化する接合部品であって、チタンを主材とし、少な
くとも１種類以上のチタンと線膨張係数の異なる金属と
を含有し、各成分の配合比率を調整する事により、チタ
ン単体の場合と他の金属単体の場合との間の任意の線膨
張係数値に制御が可能な事を特徴とするセラミック接合
部材を使用し、その線膨張係数値をセラミックに合わせ
る事とした。
に本発明は、セラミックにろう付け等により全面接合し
一体化する接合部品であって、チタンを主材とし、少な
くとも１種類以上のチタンと線膨張係数の異なる金属と
を含有し、各成分の配合比率を調整する事により、チタ
ン単体の場合と他の金属単体の場合との間の任意の線膨
張係数値に制御が可能な事を特徴とするセラミック接合
部材を使用し、その線膨張係数値をセラミックに合わせ
る事とした。
【０００８】また、線膨張係数値の低いセラミックに接
合させるものとして、前記セラミック接合部材におい
て、前記チタン以外の金属をモリブデン、タングステ
ン、ジルコニウム等、チタンより線膨張係数の小さい金
属とし、その線膨張係数の値がチタン単体より小さい事
を特徴とした。線膨張係数値の低いセラミックとして、
アルミナ等がある。
合させるものとして、前記セラミック接合部材におい
て、前記チタン以外の金属をモリブデン、タングステ
ン、ジルコニウム等、チタンより線膨張係数の小さい金
属とし、その線膨張係数の値がチタン単体より小さい事
を特徴とした。線膨張係数値の低いセラミックとして、
アルミナ等がある。
【０００９】また、線膨張係数値の高いセラミックに接
合させるものとして、前記セラミック接合部材におい
て、前記チタン以外の金属をアルミニウム、錫、等チタ
ンより線膨張係数の大きい金属とし、その線膨張係数の
値がチタン単体より大きい事を特徴とした。線膨張係数
値の高いセラミックとして、ジルコニア、チタニア等が
ある。
合させるものとして、前記セラミック接合部材におい
て、前記チタン以外の金属をアルミニウム、錫、等チタ
ンより線膨張係数の大きい金属とし、その線膨張係数の
値がチタン単体より大きい事を特徴とした。線膨張係数
値の高いセラミックとして、ジルコニア、チタニア等が
ある。
【００１０】前記セラミックがアルミナ焼結体からなる
静電チャックであることを特徴とする。
静電チャックであることを特徴とする。
【００１１】この発明により、高融点型ろう材を用いな
がらインサート材やダンパ層を介する事無しに直接ろう
付けする事ができ、ろう付け温度近傍までの広い温度範
囲で実使用可能となる静電チャックユニットが提供でき
る。
がらインサート材やダンパ層を介する事無しに直接ろう
付けする事ができ、ろう付け温度近傍までの広い温度範
囲で実使用可能となる静電チャックユニットが提供でき
る。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な一実施例
について、具体的に説明する。図１は、静電チャックユ
ニットの断面図である。セラミック製静電チャック１０
は、主としてアルミナセラミックからなるものとする。
ジャケット１１は主成分としてチタン、副成分の材料と
してはこの場合モリブデンを組み合せたセラミック接合
部品を用いる。副成分の配合比はアルミナ製静電チャッ
クの線膨張係数に合わせて１０〜３０％の間の最適値に
設定する。ろう１２はセラミック製静電チャックとジャ
ケットとを直接ろう付け接合する。銀ろう材ＢＡｇ−８
を用いた場合、ろう付け温度は８５０℃程度になる。こ
の各部材の組み合わせで静電チャックユニットをろう付
けし室温まで冷却した時でも、線膨張係数の差に起因す
る静電チャックの破壊、いわゆる冷め割れは発生しな
い。
について、具体的に説明する。図１は、静電チャックユ
ニットの断面図である。セラミック製静電チャック１０
は、主としてアルミナセラミックからなるものとする。
ジャケット１１は主成分としてチタン、副成分の材料と
してはこの場合モリブデンを組み合せたセラミック接合
部品を用いる。副成分の配合比はアルミナ製静電チャッ
クの線膨張係数に合わせて１０〜３０％の間の最適値に
設定する。ろう１２はセラミック製静電チャックとジャ
ケットとを直接ろう付け接合する。銀ろう材ＢＡｇ−８
を用いた場合、ろう付け温度は８５０℃程度になる。こ
の各部材の組み合わせで静電チャックユニットをろう付
けし室温まで冷却した時でも、線膨張係数の差に起因す
る静電チャックの破壊、いわゆる冷め割れは発生しな
い。
【００１３】同様に、セラミック製静電チャック１０に
主としてチタニアからなるものとし、ジャケット１１は
主成分としてチタン、副成分としてアルミニウムを組み
合せたセラミック接合部品を用いる。副成分の配合比は
チタニア製静電チャックの線膨張係数に合わせて１０〜
４０％の間の最適値に設定する。銀ろう材ＢＡｇ−８を
用いてろう付け接合しても、線膨張係数の差に起因する
静電チャックの破壊は発生しない。また、これら静電チ
ャックユニットの実使用温度範囲は、高温ろう付け温度
の近傍まで取る事ができ、軟質金属の接合では実現でき
なかった高温領域、例えば５００℃程度でも実使用可能
となる。
主としてチタニアからなるものとし、ジャケット１１は
主成分としてチタン、副成分としてアルミニウムを組み
合せたセラミック接合部品を用いる。副成分の配合比は
チタニア製静電チャックの線膨張係数に合わせて１０〜
４０％の間の最適値に設定する。銀ろう材ＢＡｇ−８を
用いてろう付け接合しても、線膨張係数の差に起因する
静電チャックの破壊は発生しない。また、これら静電チ
ャックユニットの実使用温度範囲は、高温ろう付け温度
の近傍まで取る事ができ、軟質金属の接合では実現でき
なかった高温領域、例えば５００℃程度でも実使用可能
となる。
【００１４】
【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。本発明は、チタンを主材とし、少なくとも１種類
以上のチタンと線膨張係数の異なる金属とを含有させ、
各成分の配合比率を調整する事により、チタン単体の場
合と他の金属単体の場合との間の、任意の線膨張係数値
に制御が可能なセラミック接合部品が提供できる。特
に、セラミックが静電チャックであれば、その線膨張係
数をセラミック静電チャックに合わせる事で熱膨張収縮
差を押さえる事ができ、その結果、インサート材やダン
パ層を介することなしに、直接高温ろう付け接合が可能
な静電チャックユニットが提供できる。また、このセラ
ミック接合材を用いた静電チャックユニットの実使用温
度領域は、高温ろう付け温度近傍までとする事が可能と
なる。
する。本発明は、チタンを主材とし、少なくとも１種類
以上のチタンと線膨張係数の異なる金属とを含有させ、
各成分の配合比率を調整する事により、チタン単体の場
合と他の金属単体の場合との間の、任意の線膨張係数値
に制御が可能なセラミック接合部品が提供できる。特
に、セラミックが静電チャックであれば、その線膨張係
数をセラミック静電チャックに合わせる事で熱膨張収縮
差を押さえる事ができ、その結果、インサート材やダン
パ層を介することなしに、直接高温ろう付け接合が可能
な静電チャックユニットが提供できる。また、このセラ
ミック接合材を用いた静電チャックユニットの実使用温
度領域は、高温ろう付け温度近傍までとする事が可能と
なる。
【図１】本発明の静電チャックの一形態を示す概略断面
図である。
図である。
１０…セラミック製静電チャック １１…ジャケット １２…ろう材
Claims (4)
- 【請求項１】 セラミックにろう付けにより面接合し
一体化する接合部品であって、チタンを主材とし、少な
くとも１種類以上のチタンと線膨張係数の異なる金属と
を含有し、各成分の配合比率を調整する事により、チタ
ン単体の場合と他の金属単体の場合との間の任意の線膨
張係数値に制御が可能な事を特徴とするセラミック接合
部品。 - 【請求項２】 前記セラミック接合部品において、前
記チタン以外の金属をモリブデン、タングステン、ジル
コニウム等、チタンより線膨張係数の小さい金属とし、
その線膨張係数の値がチタン単体より小さい事を特徴と
する請求項１記載のセラミック接合部品。 - 【請求項３】 前記セラミック接合部品において、前
記チタン以外の金属をアルミニウム、錫、等チタンより
線膨張係数の大きい金属とし、その線膨張係数の値がチ
タン単体より大きい事を特徴とする請求項１記載のセラ
ミック接合部品。 - 【請求項４】 前記セラミックがアルミナ焼結体から
なる静電チャックであることを特徴とする請求項１〜３
のいずれか１項に記載のセラミック接合部品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14660699A JP2000335981A (ja) | 1999-05-26 | 1999-05-26 | セラミック接合部品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14660699A JP2000335981A (ja) | 1999-05-26 | 1999-05-26 | セラミック接合部品 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000335981A true JP2000335981A (ja) | 2000-12-05 |
Family
ID=15411543
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14660699A Pending JP2000335981A (ja) | 1999-05-26 | 1999-05-26 | セラミック接合部品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000335981A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002252274A (ja) * | 2000-03-07 | 2002-09-06 | Toto Ltd | 静電チャックユニット |
| JP2013529390A (ja) * | 2010-05-28 | 2013-07-18 | アクセリス テクノロジーズ， インコーポレイテッド | 静電チャックに適した熱膨張係数 |
-
1999
- 1999-05-26 JP JP14660699A patent/JP2000335981A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002252274A (ja) * | 2000-03-07 | 2002-09-06 | Toto Ltd | 静電チャックユニット |
| JP2013529390A (ja) * | 2010-05-28 | 2013-07-18 | アクセリス テクノロジーズ， インコーポレイテッド | 静電チャックに適した熱膨張係数 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050302 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070719 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070727 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20071115 |