JP2010034514A - 接合構造体、その製造方法及び静電チャック - Google Patents
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Abstract
【解決手段】高融点導電物質炭化物とアルミナからなる印刷電極2を埋設し、表面から印刷電極2に向かう凹部を設け、凹部の底部から印刷電極に至る端子孔を設けたアルミナを主成分とするセラミックス部材4と、第1の主面が印刷電極2に接し第2の主面が凹部の底部に露出するように凹部4aに配置され、炭化ニオブ(NbC)とアルミナ(Al2O3)の混合焼結体からなる端子3と、第2の主面と接するように凹部に設けられたロウ接合層6と、ロウ接合層6に接するように凹部に挿入され、セラミックス部材4と熱膨張係数が類似の高融点金属からなる接続部材5とを備える接合構造体1。
【選択図】図1
Description
図1(a)は、実施形態にかかる半導体用サセプタ(接合構造体)1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のセラミックス部材4の主面に平行に切断して得られるA1A2断面概略図を示し、図1(c)は、実施形態にかかる半導体用サセプタ1のセラミックス部材4の主面に平行に切断して得られるB1B2断面概略図を示す。尚、実施形態にかかる半導体用サセプタ1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。
(イ)図2に示すようなアルミナを主成分とする第1のセラミックス部材41を用意する。そして、電極形成面となる第1のセラミックス部材41の主面を平面になるように研削する。
上記のように、本発明は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。具体的には、実施形態にかかる半導体用サセプタを用いた半導体製造装置が提供される。このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
実施形態にかかる接合構造体1の製造方法に準じて以下の条件で、図1(a)〜(c)に示すような接合構造体を製造した。
(1)CTE(熱膨張係数)[単位:×10-6/℃]
各組成の混合焼結体について、JIS R1618により測定した。
混合焼結体を4mm×5mm×25mmの角柱に研削加工し、両端から2mmと4mmの位置にAgペーストで電極を形成し、四端子法(JIS K7194「導電性プラスチックの4探針法による抵抗率試験方法」に準拠)により測定した。
焼結体タブレットについて、円盤の上面と下面の中心にテスターを接触させ抵抗を測定した。
試料製造後、セラミック焼結体をザイクロ液に浸漬し、ザイクロ液をふき取った後、紫外線ランプを照射し、クラックの有無を確認する蛍光探傷法により確認した。ここでは試料を同条件で各10個作成し、そのうち何体にクラックがあるかを評価した。
試料製造後、外部加熱ヒーターを用いて、室温から100℃になるまで5℃/秒の速度で半導体用サセプタ全体を昇温し、その後自然放冷により、室温まで戻した。この工程を1000回繰り返し、(4)と同様の方法にてクラック発生の有無を確認した。
製造後、試料の断面をSEMで観察し、WもしくはNb元素の分布を調査して、WもしくはNbがアルミナセラミックス中へ拡散しているかどうかを評価した。
端子3の母材の影響を見るべく、実施例1、2、比較例1、2の測定を行なった。実験条件及び実験結果をまとめて表1に示す。
好ましいアルミナの添加量を見るべく、実施例3〜7、比較例3,4の測定を行なった。実験条件及び実験結果をまとめて表2に示す。
焼成後のアルミナの平均粒径の影響を見るべく、実施例8〜11、比較例5の測定を行なった。実験条件及び実験結果をまとめて表3に示す。
端子3の形状の影響を見るべく、実施例12〜14、比較例6の測定を行なった。実験条件及び実験結果をまとめて表4に示す。
端子3の埋設形態の影響を見るべく、実施例15、比較例7,8の測定を行なった。実験条件及び実験結果をまとめて表5に示す。
2:印刷電極
3:端子
4:セラッミクス部材
4a:凹部
4b:クリアランス
4c:端子孔
5:接続部材
6:ロウ接合層
Claims (10)
- 高融点導電物質炭化物とアルミナからなる印刷電極を埋設し、表面から前記印刷電極に向かう凹部を設け、前記凹部の底部から前記印刷電極に至る端子孔を設けたアルミナを主成分とするセラミックス部材と、
第1の主面が前記印刷電極に接し第2の主面が前記凹部の底部に露出するように前記端子孔に配置され、炭化ニオブ(NbC)とアルミナ(Al2O3)の混合焼結体からなる端子と、
前記第2の主面と接するように前記凹部に設けられたロウ接合層と、
前記ロウ接合層に接するように前記凹部に挿入され、前記セラミックス部材と熱膨張係数が類似の高融点金属からなる接続部材と
を備えることを特徴とする接合構造体。 - 前記端子が、前記端子の全質量基準でアルミナを5質量%以上60質量%以下で含みアルミナ以外の成分が炭化ニオブであることを特徴とする請求項1記載の接合構造体。
- 前記接続部材が、ニオブ、モリブデン、チタンからなる群から選択された材料からなることを特徴とする請求項1または2に記載の接合構造体。
- 前記端子の直径が、3mm以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の接合構造体。
- 前記セラミックス部材がAl2O3の純度99.5%以上であり、体積抵抗率が1×1015Ωcm以上である請求項1〜4のいずれか1項に記載の接合構造体を用いた静電チャック。
- アルミナを主成分とする第1のセラミックス部材の主面に高融点導電物質炭化物とアルミナからなる印刷電極を形成する工程と、
炭化ニオブ(NbC)とアルミナ(Al2O3)の混合焼結体からなる端子を、第1の主面が前記印刷電極に接するように前記印刷電極上に配置する工程と、
前記端子と前記印刷電極を覆うようにアルミナ粉末を配置し、焼成して第2のセラミックス部材を得て、前記印刷電極及び前記端子が前記第1のセラミックス部材と前記第2のセラミックス部材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印刷電極に向かう凹部を設け、前記端子の第2の主面が前記凹部の底部に露出させる工程と、
前記端子の第2の主面と接するように前記凹部にロウ接合層を設ける工程と、
前記セラミックス部材と熱膨張係数が類似の高融点金属からなる接続部材を、前記ロウ接合層に接するように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。 - 前記端子が、前記端子の全質量基準でアルミナを5質量%以上60質量%以下で含みアルミナ以外の成分が炭化ニオブであることを特徴とする請求項6記載の接合構造体の製造方法。
- 前記接続部材が、ニオブ、モリブデン、チタンからなる群から選択された材料からなることを特徴とする請求項6又は7に記載の接合構造体の製造方法。
- 前記端子の直径が、3mm以下であることを特徴とする請求項6〜8のいずれか1項に記載の接合構造体の製造方法。
- 前記端子中のアルミナの平均粒子径が31μm以下であることを特徴とする請求項6〜9のいずれか1項に記載の接合構造体の製造方法。
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