JP2009060103A - 接合構造体及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】板状の内部電極2が埋設され、表面から内部電極2に向かう凹部4aが設けられ、凹部4aの底面4sの一部には内部電極2に至る端子孔4cが設けられ、4sが粗化処理された、アルミナを主成分とするセラミックス部材4と、下面が内部電極に接し、上面3sが凹部4aの底面4sの水平レベルに露出するように端子孔4cに埋め込まれた導電性の端子3と、上面3sを含んで凹部4aの底面4sに接するロウ接合層6と、下端面5eがロウ接合層に接するように下部が凹部4aに挿入され、熱膨張係数が6.5〜9.5ppm/Kの範囲の導電性の接続部材5と、を備える接合構造体1。
【選択図】図1
Description
(半導体用サセプタ(接合構造体))
図1(a)は、第1の実施形態にかかる半導体用サセプタ11の縦方向に切断して得られる断面概略図を示し、図1(b)は、実施形態にかかる半導体用サセプタ11のセラミックス部材の表面に平行に切断して得られるA1-A2からみた断面概略図を示し、図1(c)は、第1の実施形態にかかる半導体用サセプタ11のセラミックス部材4の表面に平行に切断して得られるB1-B2からみた断面概略図を示す。尚、第1の実施形態にかかる半導体用サセプタ11の説明をすることで、接合構造体や接合構造体を有する半導体製造装置についても説明することとなる。
第1の実施形態においては、メッキ層を設けていないが、凹部4aの底面4s及び端子3と、ロウ接合層6との間に、Niを含むメッキ層を更に配置しても構わない。上記の凹部4aの底面4s及び端子3の上面を粗化処理することに加えて、さらにメッキ層を設けることで、接続部材5と凹部4aの底面4s及び端子3との接続強度がさらに向上するからである。メッキ層としては、セラミックス部材4、端子3、接続部材5と同程度の熱膨張係数を有することが好ましい。加熱時の応力緩和を図るためである。具体的には、メッキ層はニッケル(Ni)を主成分とすることが好ましい。尚、メッキ層の副成分としては金やチタンを含ませることができる。
(イ)図2に示すようなアルミナを主成分とする第1のセラミックス層41を用意する。そして、電極形成面となる第1のセラミックス層41の表面を平面になるように研削する。
(半導体用サセプタ(接合構造体))
第1の実施形態にかかる半導体用サセプタ11との相違点について中心に説明する。
第2の実施形態にかかる半導体用サセプタ21の製造方法について、第1の実施形態との相違点を中心に説明する。
上記のように、本発明は第1、第2の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。例えば、ねじり破断強度を増加させるためには、以下のような構成としても構わない。
第1の実施形態にかかる接合構造体の製造方法に準じて、表1、表2、表3に示す条件下、以下の工程により、図1(a)(b)に示すような実施例1〜42、比較例1〜68にかかる接合構造体を製造した。
図14の固定具8に接合構造体1を引っ掛けた後、接続部材5の溝5aにねじ込ませた引張部材9で矢印で示すように垂直上方に加重を加え、接続部材5がセラミックス部材4からはく離するまでの耐加重を接合強度(kgf)として測定した。実験条件及び実験結果をまとめて表1、表2、表3に示す。
接合構造体の製造例と同様にして、表4に示すような、接続部材材質、ロウ接合層からなる接合構造体を得た。そして、アルミニウム製の冷却水路51aを供える冷却板51を熱伝導性樹脂シート53を介して接合構造体に接着し、接続部材5と冷却板51の間に接続部材5を取り囲むように絶縁管52を取り付けて、図15に示すような静電チャック61を得た。その後、内部電極2に通電しセラミックス部材4を加熱して、平均温度80℃に設定した際の均熱性をサーモグラフィーで評価した。結果を図16に示す。図16は、サーモグラフィーから端子3周辺の基板載置面側の表面を測定した結果から温度分布を等高線にてトレースした結果を示す。図16(a)は実施例を示し、図16(b)は比較例を示す。その結果、端子3の周辺と、セラミックス部材4の表面の平均温度の差を比較すると、実施例が−2.2℃、比較例が−3.5℃となり、均熱性が向上することがわかった。
2:内部電極(印刷電極)
3:端子
4:セラミックス部材
4a:凹部
4b:ロウ溜空間
4d:クリアランス
4c:端子孔
5:接続部材
5a:溝
5b:カギ部
5f:切り欠き部
6:ロウ接合層
Claims (7)
- 板状の内部電極が埋設され、表面から前記内部電極に向かう凹部が設けられ、前記凹部の底面の一部には前記内部電極に至る端子孔が設けられ、前記底面が粗化処理された、アルミナを主成分とするセラミックス部材と、
下面が前記内部電極に接し、上面が前記凹部の底面の水平レベルに露出するように前記端子孔に埋め込まれた導電性の端子と、
前記上面を含んで前記凹部の底面に接するロウ接合層と、
下端面が前記ロウ接合層に接するように下部が前記凹部に挿入され、熱膨張係数が6.5〜9.5ppm/Kの範囲の導電性の接続部材と、
を備えることを特徴とする接合構造体。 - 前記接続部材は、熱伝導率が50W/mK以下の金属を含むことを特徴とする請求項1に記載の接合構造体。
- 前記接続部材は、チタン(Ti)、ニオブ(Nb)、白金(Pt)、及びこれらの合金からなる群より選ばれる金属を含み、
前記凹部の底面は、表面粗さがRa=0.7〜2.0μmとなるように粗化処理されており、
前記接続部材の前記下端面は、表面粗さがRa=1〜3μmとなるように粗化処理されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の接合構造体。 - 前記凹部の底面と前記ロウ接合層との間に配置されたNiを含むメッキ層を更に含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の接合構造体。
- 前記セラミックス部材の表面に平行な前記セラミックス部材の断面において半円形状のロウ溜空間が前記セラミックス部材の前記凹部の側壁の一部に設けられ、前記ロウ接合層が、前記ロウ溜空間の一部を充填しており、前記接続部材が、前記ロウ溜空間の一部を埋めるように、前記接続部材の外周表面の一部に、前記ロウ溜空間と嵌合するカギ部をさらに備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の接合構造体。
- 前記接続部材が、前記接続部材の外周表面の一部に前記接続部材の内側に切り込まれた切り欠き部を備え、前記ロウ接合層が前記切り欠き部の一部を充填していることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の接合構造体。
- アルミナを主成分とする第1のセラミックス層の上面に板状の内部電極を形成する工程と、
焼結体からなる端子を、下面が前記内部電極の上面の一部に接するように前記内部電極上に配置する工程と、
前記端子と前記内部電極を覆うようにアルミナを主成分とする焼成材料を配置し、焼成して第2のセラミックス層を得て、前記内部電極及び前記端子が前記第1のセラミックス層と前記第2のセラミックス層の間に埋設されたセラミックス部材を作製する工程と、
前記セラミックス部材の表面から前記内部電極に向かう凹部を設け、前記端子の上面を前記凹部の底面の一部に露出させる工程と、
前記凹部の底面の表面粗さがRa=0.7〜2.0μmになるように粗化処理する工程と、
前記底面と接合材層との間に、Niを含むメッキ層を更に配置する工程と、
前記端子の上面を含んで前記凹部の底面にロウ接合層を設ける工程と、
表面粗さがRa=1〜3μmとなるように前記ロウ接合層との接触面が粗化処理され、熱膨張係数が6.5〜9.5ppm/Kの範囲である導電性の接続部材の下端面が、前記ロウ接合層に接するように前記接続部材の下部を前記凹部に挿入する工程と
を有することを特徴とする接合構造体の製造方法。
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