JP2019026498A

JP2019026498A - 接合体

Info

Publication number: JP2019026498A
Application number: JP2017146175A
Authority: JP
Inventors: 晃弘山口; Akihiro Yamaguchi; 若園　誠; Makoto Wakazono; 誠若園; 貴道小川; Takamichi Ogawa
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2017-07-28
Filing date: 2017-07-28
Publication date: 2019-02-21
Anticipated expiration: 2037-07-28
Also published as: JP6903512B2

Abstract

【課題】外部導電体と接合部との間の接合強度を向上させる。【解決手段】接合体は、セラミックス部材と、セラミックス部材の表面側に配置された外部導電体と、第１の方向において外部導電体に対向して配置された金属部材と、ロウ材を含み、外部導電体と金属部材とを接合する接合部と、を備える接合体において、外部導電体および接合部における第１の方向に平行な少なくとも１つの断面において、外部導電体と接合部との第１の境界線は複数の変曲点を有する。【選択図】図３

Description

本明細書に開示される技術は、接合体に関する。

対象物（例えば、半導体ウェハ）を保持しつつ所定の処理温度（例えば、４００〜６５０℃程度）に加熱する加熱装置（「サセプタ」とも呼ばれる）が知られている。加熱装置は、例えば、成膜装置（ＣＶＤ成膜装置やスパッタリング成膜装置等）やエッチング装置（プラズマエッチング装置等）といった半導体製造装置の一部として使用される。

一般に、加熱装置は、所定の方向（以下、「第１の方向」という）に略直交する保持面および裏面を有する板状の保持体と、第１の方向に延びる柱状であり、保持体の裏面に接合された柱状支持体とを備える。保持体の内部には、抵抗発熱体が配置されており、保持体の裏面側には、抵抗発熱体に電気的に接続された複数の受電電極（電極パッド）が配置されている。また、柱状支持体内には、各受電電極に接合された電極端子が収容されている。電極端子および受電電極を介して抵抗発熱体に電圧が印加されると、抵抗発熱体が発熱し、保持体の保持面上に保持された対象物（例えば、半導体ウェハ）が例えば４００〜６５０℃程度に加熱される。保持体の受電電極と電極端子（金属部材）とは、ロウ材を含む接合部により接合される（特許文献１参照）。

特開２０１３−１９３９３５号公報

従来のロウ材による接合では、第１の方向に平行な断面において、外部導電体（受電電極）と接合部（ロウ材）との境界線は、全体として、緩やかな１つの凸状線をなしている。しかし、このような構成では、外部導電体と接合部との間の接触面積が小さいため、外部導電体と接合部との間の接合強度を十分に確保できないおそれがある。

なお、このような課題は、加熱装置に限らず、静電チャックや真空チャックなどの保持装置にも共通の課題である。また、このような課題は、シャワーヘッドなどの半導体製造装置用部品に共通の課題である。さらには、外部導電体が配置されたセラミックス部材と、金属部材と、ロウ材を含み、外部導電体と金属部材とを接合する接合部とを備える接合体にも共通の課題である。

本明細書では、上述した課題を解決することが可能な技術を開示する。

本明細書に開示される技術は、例えば、以下の形態として実現することが可能である。

（１）本明細書に開示される接合体は、セラミックス部材と、前記セラミックス部材の表面側に配置された外部導電体と、第１の方向において前記外部導電体に対向して配置された金属部材と、ロウ材を含み、前記外部導電体と前記金属部材とを接合する接合部と、を備える接合体において、前記外部導電体および前記接合部における前記第１の方向に平行な少なくとも１つの断面において、前記外部導電体と前記接合部との第１の境界線は複数の変曲点を有する。本接合体によれば、外部導電体および接合部の第１の方向に平行な少なくとも１つの断面において、外部導電体と接合部との第１の境界線は複数の変曲点を有する。これにより、外部導電体および接合部の第１の方向に平行な任意の断面において、外部導電体と接合部との第１の境界線が有する変曲点が１つ以下である構成に比べて、外部導電体と接合部との間の接触面積が大きいため、外部導電体と接合部との間の接合強度を向上させることができる。

（２）上記接合体において、さらに、前記セラミックス部材の内部に配置され、前記外部導電体のうち、前記接合部と接合される面と反対側の面と電気的に接続された内部導電体を備え、前記断面において、前記第１の境界線は、前記金属部材側に突出する凸状線部分を有し、前記内部導電体は、前記外部導電体のうち前記凸状線部分に対応する箇所に配置されている構成としてもよい。本接合体によれば、内部導電体が外部導電体のうち凸状線部分に対応しない箇所に配置されている構成に比べて、内部導電体が外部導電体と金属部材との距離が近い箇所に配置される分だけ、内部導電体と金属部材との間の電気抵抗を小さくすることができる。

（３）上記接合体において、さらに、前記セラミックス部材の内部に配置され、前記外部導電体のうち、前記接合部に接合される面と反対側の面に接触した内部導電体を備え、前記断面において、前記内部導電体および前記セラミックス部材と前記外部導電体との第２の境界線のうち、前記内部導電体と前記セラミックス部材とに跨がるように延びる跨がり部分の線形は、直線または曲線である構成としてもよい。本接合体によれば、内部導電体およびセラミックス部材と外部導電体との第２の境界線のうち、内部導電体とセラミックス部材とに跨がるように延びる跨がり部分の線形は、直線または曲線である。これにより、跨がり部分の線形が、例えば角部を有する線形である構成に比べて、内部導電体およびセラミックス部材と外部導電体との界面の特定部位に応力が集中することを抑制することができる。

（４）上記接合体において、前記第１の境界線の両端の少なくとも一方は、前記金属部材とは反対側に窪んだ凹状線部分である構成としてもよい。本接合体によれば、第１の境界線の両端の少なくとも一方は、金属部材とは反対側に窪んだ凹状線部分である。これにより、第１の境界線の両端が、金属部材側に突出する凸状線部分である構成に比べて、接合部の外周側の第１の方向の寸法（厚さ）が大きいため、特に外気に晒され酸化しやすい接合部の外周側において接合部が厚い。その結果、この接合部の厚い部分によって外部導電体が酸化することを抑制することができる。

（５）上記接合体において、前記断面において、前記第１の境界線における前記複数の変曲点は、前記第１の方向に直交する第２の方向における前記第１の境界線の端側に位置する変曲点ほど、前記金属部材に近い位置に配置されていることを特徴とする構成としてもよい。本接合体によれば、第１の境界線における複数の変曲点は、第１の方向に直交する第２の方向における第１の境界線の端側に位置する変曲点ほど、金属部材に近い位置に配置されている。これにより、例えば金属部材が外力を受けて接合部に応力（モーメント）が発生した際、外部導電体と金属部材との距離が変位しやすい接合部の外周側において外部導電体と金属部材との間において非導電になることを抑制することができる。

なお、本明細書に開示される技術は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば静電チャック、真空チャック等の保持装置、サセプタ等の加熱装置、シャワーヘッド等の半導体製造装置用部品、さらには、外部導電体が配置されたセラミックス部材と金属部材とロウ材を含む接合部とを備える接合体、それらの製造方法等の形態で実現することが可能である。

本実施形態における加熱装置１００の外観構成を概略的に示す斜視図である。本実施形態における加熱装置１００のＸＺ断面構成を概略的に示す説明図である。図２のＸ１部分を拡大したＸＺ断面構成を概略的に示す説明図である。比較例１におけるＸＺ断面構成を概略的に示す説明図である。比較例２におけるＸＺ断面構成を概略的に示す説明図である。比較例３におけるＸＺ断面構成を概略的に示す説明図である。

Ａ．本実施形態：
Ａ−１．加熱装置１００の構成：
図１は、本実施形態における加熱装置１００の外観構成を概略的に示す斜視図であり、図２は、本実施形態における加熱装置１００のＸＺ断面構成を概略的に示す説明図である。各図には、方向を特定するための互いに直交するＸＹＺ軸が示されている。本明細書では、便宜的に、Ｚ軸正方向を上方向といい、Ｚ軸負方向を下方向というものとするが、加熱装置１００は実際にはそのような向きとは異なる向きで設置されてもよい。

加熱装置１００は、対象物（例えば、半導体ウェハＷ）を保持しつつ所定の処理温度（例えば、４００〜６５０℃程度）に加熱する装置であり、サセプタとも呼ばれる。加熱装置１００は、例えば、成膜装置（ＣＶＤ成膜装置やスパッタリング成膜装置等）やエッチング装置（プラズマエッチング装置等）といった半導体製造装置の一部として使用される。加熱装置１００は、特許請求の範囲における接合体に相当する。

図１および図２に示すように、加熱装置１００は、保持体１０と柱状支持体２０とを備える。

（保持体１０）
保持体１０は、所定の方向（本実施形態では上下方向）に略直交する保持面Ｓ１および裏面Ｓ２を有する略円板状の部材である。保持体１０は、例えば、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）やＡｌ_２Ｏ_３（アルミナ）を主成分とするセラミックスにより形成されている。なお、ここでいう主成分とは、含有割合（重量割合）の最も多い成分を意味する。保持体１０の直径は、例えば１００ｍｍ以上、５００ｍｍ以下程度であり、保持体１０の厚さ（上下方向における長さ）は、例えば３ｍｍ以上、１０ｍｍ以下程度である。保持体１０は、特許請求の範囲におけるセラミックス部材に相当し、上記所定の方向（上下方向）は、特許請求の範囲における第１の方向に相当する。

図２に示すように、保持体１０の内部には、保持体１０を加熱するヒータとしての抵抗発熱体５０が配置されている。抵抗発熱体５０は、例えば、タングステンやモリブデン等の導電性材料により形成されている。抵抗発熱体５０の一対の端部は、保持体１０の周縁側に配置されている。また、保持体１０の内部には、一対の周縁側ビア導体５１と、一対の導電路５３と、ビア群５２とが設けられている。各周縁側ビア導体５１は、上下方向に延びる線状の導電体であり、保持体１０の周縁側に位置している。各周縁側ビア導体５１の上端は、抵抗発熱体５０の各端部に接続されている。各導電路５３は、保持体１０の径方向に延びる線状の導電体であり、各導電路５３の上記径方向外側の端部に、各周縁側ビア導体５１の下端が接続されている。ビア群５２は、上下方向に延びる線状の導電体である複数（本実施形態では、２つ）のビア５２Ａを含む。各ビア５２Ａの上端は、各導電路５３の上記径方向内側の端部に接続されている。また、保持体１０の裏面Ｓ２の中央部付近には、一対の凹部１２が形成されており、各凹部１２内には受電電極（電極パッド）５４が配置されている。各受電電極５４は、保持体１０の裏面Ｓ２に露出するように配置されており、後述するように、受電電極５４の露出部分は接合部５６に覆われている。各ビア５２Ａの下端は各受電電極５４に接続されている。これにより、抵抗発熱体５０と各受電電極５４とが電気的に接続されている。受電電極５４は、特許請求の範囲における外部導電体に相当し、ビア群５２（ビア５２Ａ）は、特許請求の範囲における内部導電体に相当する。

（柱状支持体２０）
柱状支持体２０は、上記所定の方向（上下方向）に延びる略円柱状部材である。柱状支持体２０は、保持体１０と同様に、例えばＡｌＮやＡｌ_２Ｏ_３を主成分とするセラミックスにより形成されている。柱状支持体２０の外径は、例えば３０ｍｍ以上、９０ｍｍ以下程度であり、柱状支持体２０の高さ（上下方向における長さ）は、例えば１００ｍｍ以上、３００ｍｍ以下程度である。

保持体１０と柱状支持体２０とは、保持体１０の裏面Ｓ２と柱状支持体２０の上面Ｓ３とが上下方向に対向するように配置されている。柱状支持体２０は、保持体１０の裏面Ｓ２の中心部付近に、公知の接合材料により形成された接合層３０を介して接合されている。

図２に示すように、柱状支持体２０には、保持体１０の裏面Ｓ２側に開口する貫通孔２２が形成されている。貫通孔２２は、上下方向と略同一方向に延び、延伸方向にわたって略一定の内径を有する断面略円形の孔である。貫通孔２２には、複数（本実施形態では２つ）の電極端子７０が収容されている。各電極端子７０の上端部は、金属ろう材（例えば金ろう材）を含む接合部５６を介して受電電極５４に接合されている。なお、接合部５６は、ろう材以外の物質を含んでいてもよい。図示しない電源から各電極端子７０、各受電電極５４、ビア群５２（ビア５２Ａ）を介して抵抗発熱体５０に電圧が印加されると、抵抗発熱体５０が発熱し、保持体１０の保持面Ｓ１上に保持された対象物（例えば、半導体ウェハＷ）が所定の温度（例えば、４００〜６５０℃程度）に加熱される。電極端子７０は、特許請求の範囲における金属部材に相当する。

Ａ−２．受電電極５４と電極端子７０と接合部５６との詳細構成：
図３は、図２のＸ１部分を拡大したＸＺ断面構成を概略的に示す説明図である。図３に示すように、受電電極５４および接合部５６における上下方向に平行な少なくとも１つの断面（ＸＺ断面）において、受電電極５４と接合部５６との第１の境界線Ｌ１は複数の変曲点（Ｐ１，Ｐ２）を有する。なお、変曲点とは、第１の境界線Ｌ１が上に凸から下に凸へ、また、下に凸から上に凸へ変わる点である。

具体的には、保持体１０の裏面Ｓ２のうち、受電電極５４と対向する対向部分は、電極端子７０側（下側）に突出する一対の突出部分１０Ａと、保持面Ｓ１側（上側）に窪んだ３つの窪み部分１０Ｂとを有する曲面形状である。突出部分１０Ａは、最下点に位置する中央部から外周側に向かうに連れて保持面Ｓ１側に近づくように傾斜した曲面形状である。窪み部分１０Ｂは、最上点に位置する中央部から外周側に向かうに連れて電極端子７０側に近づくように傾斜した曲面形状である。また、窪み部分１０Ｂは、該一対の突出部分１０Ａの間と対向部分の両端とに位置する。ただし、図３においては、両端に位置する窪み部分１０Ｂは途中で途切れており、変曲点を有しない。そして、保持体１０の裏面Ｓ２の上記対向部分上に、厚さが略均一である受電電極５４が該対向部分の曲面形状に沿うように形成されている。このため、受電電極５４の下面も、電極端子７０側（下側）に突出する一対の突出部分５４Ａと、保持面Ｓ１側（上側）に窪んだ３つの窪み部分５４Ｂとを有する曲面形状である。突出部分５４Ａは、最下点に位置する中央部から外周側に向かうに連れて保持面Ｓ１側に近づくように傾斜した曲面形状である。窪み部分５４Ｂは、最上点に位置する中央部から外周側に向かうに連れて電極端子７０側に近づくように傾斜した曲面形状である。また、窪み部分５４Ｂは、該一対の突出部分５４Ａの間と受電電極５４の両端とに位置する。ただし、図３においては、両端に位置する窪み部分５４Ｂは途中で途切れており、変曲点を有しない。受電電極５４の下面と電極端子７０との間に接合部５６が形成されている。

以上の構成により、図３のＸＺ断面において、受電電極５４と接合部５６との第１の境界線Ｌ１は、上記一対の突出部分５４Ａの外形線である一対の凸状線部分Ｌ１Ａと、窪み部分５４Ｂの外形線である３つの凹状線部分Ｌ１Ｂとを含む曲線になっている。各凸状線部分Ｌ１Ａは、電極端子７０側に突出する凸状の線部分であり、該凸状の線部分の突出方向（Ｚ軸負方向）において、各凸状線部分Ｌ１Ａの先端の部位が第１の変曲点Ｐ１である。ここでいう「凸状の線部分」とは、最下点に位置する変曲点（第１の変曲点Ｐ１）と、変曲点から斜め上方向に向かって延びる一方の傾斜部分と、該一方の傾斜部分とは反対側において変曲点から斜め上方向に向かって延びる他方の傾斜部分とを含む線分をいう（以下、同じ）。凹状線部分Ｌ１Ｂは、電極端子７０とは反対側に凹んだ凹状の線部分であり、該凹状の線部分の凹み方向（Ｚ軸正方向）において、凹状線部分Ｌ１Ｂの先端の部位が第２の変曲点Ｐ２である。ここでいう「凹状の線部分」とは、最上点に位置する変曲点（第２の変曲点Ｐ２）と、変曲点から斜め下方向に向かって延びる一方の傾斜部分と、該一方の傾斜部分とは反対側において変曲点から斜め下方向に向かって延びる他方の傾斜部分とを含む線分をいう（以下、同じ）。ただし、図３において、第１の境界線Ｌ１の両端に位置する凹状線部分Ｌ１Ｂは、途中で途切れており、変曲点を有しない。なお、第１の境界線Ｌ１における凸状線部分Ｌ１Ａと凹状線部分Ｌ１Ｂとの高低差（以下、「凹凸差」という第１の変曲点Ｐ１と第２の変曲点Ｐ２との上下方向の距離）は、３０μｍ以上であることが好ましく、また、３００μｍ以下であることが好ましい。また、第１の境界線Ｌ１の凹凸差は、接合部５６の厚さ（上下方向における長さ）より小さいことが好ましく、また、受電電極５４の厚さ（上下方向における長さ）より大きいことが好ましい。

また、保持体１０と受電電極５４との第２の境界線Ｌ２は、保持体１０の裏面Ｓ２の上記対向部分における一対の突出部分１０Ａの外形線である一対の凸状線部分Ｌ２Ａと、窪み部分１０Ｂの外形線である３つの凹状線部分Ｌ２Ｂとを含む曲線になっている。各凸状線部分Ｌ２Ａは、電極端子７０側に突出する凸状の線部分であり、凹状線部分Ｌ２Ｂは、電極端子７０とは反対側に凹んだ凹状の線部分である。ただし、図３において、第２の境界線Ｌ２の両端に位置する凹状線部分Ｌ２Ｂは、途中で途切れており、変曲点を有しない。なお、本実施形態では、１つのビア５２Ａに対して、保持体１０における突出部分１０Ａ（第１の境界線Ｌ１における凸状線部分Ｌ１Ａ）と、受電電極５４における突出部分５４Ａ（第２の境界線Ｌ２における凸状線部分Ｌ２Ａ）と、が１つずつ存在する。すなわち、ビア５２Ａの個数と、保持体１０における突出部分１０Ａ（第１の境界線Ｌ１における凸状線部分Ｌ１Ａ）の個数と、受電電極５４における突出部分５４Ａ（第２の境界線Ｌ２における凸状線部分Ｌ２Ａ）の個数とは、互いに同じである。

また、図３のＸＺ断面において、各ビア５２Ａの下端は、それぞれ、第１の境界線Ｌ１の各凸状線部分Ｌ１Ａに対応する箇所に配置されている。具体的には、各ビア５２Ａの下端は、第２の境界線Ｌ２の凸状線部分Ｌ２Ａ上に位置している。これにより、各ビア５２Ａの下端が、第２の境界線Ｌ２の凹状線部分Ｌ２Ｂ上に位置している構成に比べて、ビア群５２と電極端子７０との間の距離が近くなる分だけ、両者間の電気抵抗を小さくすることができる。また、１つの凸状線部分Ｌ１Ａに対して１つのビア５２Ａが配置されている。これにより、１つの凸状線部分Ｌ１Ａに対して複数のビア５２Ａが配置された構成に比べて、各ビア５２Ａの長さのバラツキを抑制することができる。

また、第２の境界線Ｌ２のうち、ビア群５２と保持体１０とに跨がるように延びる跨がり部分Ｌ２Ｃの線形は、曲線である。また、図３に示すように、第１の境界線Ｌ１の両端は、凹状線部分Ｌ１Ｂである。なお、接合部５６の全周にわたって、第１の境界線Ｌ１の両端は、凹状線部分Ｌ１Ｂであることが好ましい。

Ａ−３．加熱装置１００の製造方法：
加熱装置１００の製造方法は、例えば以下の通りである。初めに、保持体１０と柱状支持体２０とを作製する。

保持体１０の作製方法は、例えば以下の通りである。まず、窒化アルミニウム粉末１００重量部に、酸化イットリウム（Ｙ_２Ｏ_３）粉末１重量部と、アクリル系バインダ２０重量部と、適量の分散剤および可塑剤とを加えた混合物に、トルエン等の有機溶剤を加え、ボールミルにて混合し、グリーンシート用スラリーを作製する。このグリーンシート用スラリーをキャスティング装置でシート状に成形した後に乾燥させ、グリーンシートを複数枚作製する。

また、窒化アルミニウム粉末、アクリル系バインダ、テルピネオール等の有機溶剤の混合物に、タングステンやモリブデン等の導電性粉末を添加して混練することにより、メタライズペーストを作製する。このメタライズペーストを例えばスクリーン印刷装置を用いて印刷することにより、特定のグリーンシートに、後に抵抗発熱体５０や受電電極５４等となる未焼結導体層を形成する。このとき、印刷条件により、受電電極５４が凹凸を有する曲面形状になるように印刷する。また、グリーンシートにあらかじめビア孔を設けた状態で印刷することにより、後にビア群５２（ビア５２Ａ）となる未焼結導体部を形成する。

次に、これらのグリーンシートを複数枚（例えば２０枚）熱圧着し、必要に応じて外周を切断して、グリーンシート積層体を作製する。このグリーンシート積層体をマシニングによって切削加工して円板状の成形体を作製し、この成形体を脱脂し、さらにこの脱脂体を焼成して焼成体を作製する。この焼成体の表面を研磨加工する。以上の工程により、保持体１０が作製される。

また、柱状支持体２０の作製方法は、例えば以下の通りである。まず、窒化アルミニウム粉末１００重量部に、酸化イットリウム粉末１重量部と、ＰＶＡバインダ３重量部と、適量の分散剤および可塑剤とを加えた混合物に、メタノール等の有機溶剤を加え、ボールミルにて混合し、スラリーを得る。このスラリーをスプレードライヤーにて顆粒化し、原料粉末を作製する。次に、貫通孔２２に対応する中子が配置されたゴム型に原料粉末を充填し、冷間静水圧プレスして成形体を得る。得られた成形体を脱脂し、さらにこの脱脂体を焼成する。以上の工程により、柱状支持体２０が作製される。

次に、保持体１０と柱状支持体２０とを接合する。保持体１０の裏面Ｓ２および柱状支持体２０の上面Ｓ３に対して必要によりラッピング加工を行った後、保持体１０の裏面Ｓ２と柱状支持体２０の上面Ｓ３との少なくとも一方に、例えば希土類や有機溶剤等を混合してペースト状にした公知の接合剤を均一に塗布した後、脱脂処理する。次いで、保持体１０の裏面Ｓ２と柱状支持体２０の上面Ｓ３とを重ね合わせ、ホットプレス焼成を行うことにより、保持体１０と柱状支持体２０とを接合する。

保持体１０と柱状支持体２０との接合の後、各電極端子７０を各貫通孔２２内に挿入し、各電極端子７０の上端部を各受電電極５４に例えば金ろう材によりろう付けすることにより接合部５６を形成した。以上の製造方法により、上述した構成の加熱装置１００が製造される。

Ａ−４．本実施形態の効果：
以上説明したように、本実施形態の加熱装置１００によれば、受電電極５４および接合部５６における上下方向に平行な少なくとも１つの断面（ＸＺ断面）において、受電電極５４と接合部５６との第１の境界線Ｌ１は複数の変曲点（Ｐ１，Ｐ２）を有する。これにより、受電電極５４および接合部５６における上下方向に平行な任意の断面において、第１の境界線Ｌ１が有する変曲点が１つ以下である構成に比べて、受電電極５４と接合部５６との間の接触面積が大きいため、受電電極５４と接合部５６との間の接合強度を向上させることができる。

以下、具体的に説明する。図４は、比較例１におけるＸＺ断面構成を概略的に示す説明図である。図４において、上述の図３に示す構成に共通する構成については同一の符号を付して説明を省略する。図４に示すように、比較例１は、受電電極５４と接合部５６との境界線Ｌ１Ｘが有する変曲点が１つである点で、本実施形態の加熱装置１００とは異なる。すなわち、比較例１では、境界線Ｌ１Ｘは、全体が、１つの凸状の線部分になっており、該凸状の線部分の最下点に１つの変曲点ＰＸが位置している。本実施形態における受電電極５４と接合部５６との第１の境界線Ｌ１は、複数の変曲点（Ｐ１，Ｐ２）を有するため（図３参照）、比較例１における境界線Ｌ１Ｘより長い。このことは、本実施形態は、比較例１に比べて、受電電極５４と接合部５６との間の接触面積が大きく、両者の接合強度が高いことを意味する。

また、図５は、比較例２におけるＸＺ断面構成を概略的に示す説明図である。図５において、上述の図３に示す構成に共通する構成については同一の符号を付して説明を省略する。図５に示すように、比較例２は、受電電極５４と接合部５６との境界線Ｌ１Ｙが、上述の凸状の線部分や凹状の線部分を有さず、細かいジグザグ形状になっている点で、本実施形態の加熱装置１００とは異なる。すなわち、比較例２では、受電電極５４の下面の表面粗さが大きくなっている。このように受電電極５４の下面の表面粗さを大きくすることによっても、受電電極５４と接合部５６との間の接触面積を大きくすることは可能であるが、表面粗さが大きくなるほど、受電電極５４に薄くて電極として機能しない部分が生じやすくなる。これに対して、本実施形態では、受電電極５４の下面と上面とは、表面粗さが略同一であり、受電電極５４の厚さが全長にわたって略同一であるため、受電電極５４に薄くて電極として機能しない部分が生じにくい。なお、上下方向に直交する方向（Ｘ軸方向）において、本実施形態における１つの凸状の線部分や１つの凹状の線部分の幅は、ビア５２Ａの幅以上であるのに対し、比較例５におけるジグザグ形状の１つの山や１つの谷の幅、ビア５２Ａの幅未満である。

また、本実施形態では、第１の境界線Ｌ１が、少なくとも、一対の凸状線部分Ｌ１Ａと、該一対の凸状線部分Ｌ１Ａの間に位置する凹状線部分Ｌ１Ｂとを含む曲線になっており、変曲点が３つ以上である。このため、変曲点が２つである構成に比べて、受電電極５４と接合部５６との間の接合強度をより効果的に向上させることができる。

また、本実施形態によれば、図３のＸＺ断面において、各ビア５２Ａの下端は、それぞれ、第１の境界線Ｌ１の各凸状線部分Ｌ１Ａに対応する箇所に配置されている。これにより、ビア５２Ａの下端が凸状線部分Ｌ１Ａに対応しない箇所に配置されている構成に比べて、ビア５２Ａが受電電極５４と電極端子７０との距離が近い箇所に配置される分だけ、ビア５２Ａと電極端子７０との間の電気抵抗を小さくすることができる。

また、本実施形態によれば、第２の境界線Ｌ２のうち、ビア群５２と保持体１０とに跨がるように延びる跨がり部分Ｌ２Ｃの線形は、曲線である。これにより、跨がり部分Ｌ２Ｃの線形が、例えば角部を有する線形である構成に比べて、ビア５２Ａおよび保持体１０と受電電極５４との界面の特定部位に応力が集中することを抑制することができる。以下、具体的に説明する。図６は、比較例３におけるＸＺ断面構成を概略的に示す説明図である。図６において、上述の図３に示す構成に共通する構成については同一の符号を付して説明を省略する。図６に示すように、比較例３は、跨がり部分Ｌ２Ｚの線形が角部を有する線形である点で、本実施形態の加熱装置１００とは異なる。すなわち、比較例３では、保持体１０と受電電極５４との第２の境界線Ｌ２Ｚは、ビア５２Ａに対応する曲線部分Ｌ２Ｚ１と、ビア５２Ａ同士の間に対応し、上下方向に略直交する方向（Ｘ軸方向）に延びている直線部分ＬＳＺ２とを含んでおり、曲線部分と直線部分とのつなぎ箇所が角張った角部になっている。このため、例えば電極端子７０に外力が付与された場合、この角部に応力が集中しやすくなり、破損し易くなる。これに対して、本実施形態では、跨がり部分Ｌ２Ｃの線形は、曲線であるため、ビア５２Ａおよび保持体１０と受電電極５４との界面の特定部位に応力が集中することを抑制することができる。

また、本実施形態によれば、第１の境界線Ｌ１の両端は、凹状線部分Ｌ１Ｂである。これにより、第１の境界線Ｌ１の両端が、凸状線部分Ｌ１Ａである構成に比べて、接合部５６の外周側の上下方向の寸法（厚さ）が大きいため、特に外気に晒され酸化しやすい接合部５６の外周側において接合部５６が厚い。その結果、この接合部５６の厚い部分によって受電電極５４が酸化することを抑制することができる。

Ｂ．変形例：
本明細書で開示される技術は、上述の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態に変形することができ、例えば次のような変形も可能である。

上記実施形態における加熱装置１００の構成は、あくまで例示であり、種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、保持体１０および柱状支持体２０のＺ軸方向視の外形が略円形であるとしているが、他の形状であってもよい。また、柱状支持体２０に形成された貫通孔２２に収容される電極端子は、抵抗発熱体５０に電気的に接続された端子に限らず、例えば、プラズマを発生させる高周波（ＲＦ）電極に電気的に接続された端子や、静電吸着のための吸着電極に電気的に接続された端子でもよい。また、上記実施形態では、受電電極５４は、保持体１０の裏面Ｓ２に形成された凹部１２内に配置されているが、保持体１０の裏面Ｓ２上に配置されているとしてもよい。要するに、受電電極は、保持体の第２の表面側に配置されていればよい。

また、上記実施形態における加熱装置１００を構成する各部材の形成材料は、あくまで例示であり、各部材が他の材料により形成されてもよい。例えば、上記実施形態における加熱装置１００では、保持体１０および柱状支持体２０は、窒化アルミニウムまたはアルミナを主成分とするセラミックス製であるとしているが、保持体１０と柱状支持体２０との少なくとも一方が、他のセラミックス製であるとしてもよいし、セラミックス以外の材料製（例えば、アルミニウムやアルミニウム合金等の金属製）であるとしてもよい。同様に、電極端子７０等の形成材料も、他の材料であってよい。

また、上記実施形態において、ビア群５２は、１つのビア５２Ａを含むとしてもよいし、３つ以上のビア５２Ａを含むとしてもよい。また、上記実施形態では、１つの凸状線部分Ｌ１Ａに対して１つのビア５２Ａが配置されているとしたが、これに限らず、１つの凸状線部分Ｌ１Ａに対して複数のビア５２Ａが配置されているとしてもよい。また、上記実施形態において、ビア５２Ａは、受電電極５４に直接接触している形態に限らず、別の導電体を介して受電電極５４に間接的に接続されている形態でもよい。

また、上記実施形態において、第２の境界線Ｌ２は、曲線ではなく直線であってもよい。また、第２の境界線Ｌ２の跨がり部分Ｌ２Ｃの線形は、直線でもよいし、角部を有する線形でもよい。また、第１の境界線Ｌ１の両端の少なくとも一方は、凸状線部分Ｌ１Ａであるとしてもよい。

また、上記実施形態において、第１の境界線Ｌ１は、少なくとも、一対の凹状線部分Ｌ１Ｂと、該一対の凹状線部分Ｌ１Ｂの間に位置する凸状線部分Ｌ１Ａとを含む曲線になっており、変曲点が３つ以上であるとしてもよい。

また、上記実施形態の図３のＸＺ断面において、第１の境界線Ｌ１における前記複数の変曲点Ｐ１，Ｐ２は、上下方向に直交する方向（ＸＹ平面方向）における第１の境界線Ｌ１の端側に位置する変曲点ほど、電極端子７０に近い位置に配置されているとしてもよい。このような構成によれば、例えば電極端子７０が外力を受けて接合部５６に応力（モーメント）が発生した際、受電電極５４と電極端子７０との距離が変位しやすい接合部５６の外周側において受電電極５４と電極端子７０との間において非導電になることを抑制することができる。

本発明は、加熱装置に限らず、静電チャック、真空チャック等の保持装置、サセプタ等の加熱装置、シャワーヘッド等の半導体製造装置用部品にも適用可能である。要するに、本発明は、セラミックスにより形成されたセラミックス部材と外部導電体と金属部材と接合部とを備える接合体に適用可能である。

また、上記実施形態における加熱装置１００の製造方法はあくまで一例であり、種々変形可能である。

１０：保持体１０Ａ：突出部分１０Ｂ：窪み部分１２：凹部２０：柱状支持体２２：貫通孔３０：接合層５０：抵抗発熱体５１：周縁側ビア導体５２：ビア群５２Ａ：ビア５３：導電路５４：受電電極５４Ａ：突出部分５４Ｂ：窪み部分５６：接合部７０：電極端子１００：加熱装置Ｌ１：第１の境界線Ｌ１Ａ：凸状線部分Ｌ１Ｂ：凹状線部分Ｌ２：第２の境界線Ｌ２Ａ：凸状線部分Ｌ２Ｂ：凹状線部分Ｌ２Ｃ：跨がり部分Ｐ１：第１の変曲点Ｐ２：第２の変曲点Ｓ１：保持面Ｓ２：裏面Ｓ３：上面Ｗ：半導体ウェハ

Claims

セラミックス部材と、
前記セラミックス部材の表面側に配置された外部導電体と、
第１の方向において前記外部導電体に対向して配置された金属部材と、
ロウ材を含み、前記外部導電体と前記金属部材とを接合する接合部と、を備える接合体において、
前記外部導電体および前記接合部における前記第１の方向に平行な少なくとも１つの断面において、前記外部導電体と前記接合部との第１の境界線は複数の変曲点を有することを特徴とする、接合体。
請求項１に記載の接合体において、さらに、
前記セラミックス部材の内部に配置され、前記外部導電体のうち、前記接合部と接合される面と反対側の面と電気的に接続された内部導電体を備え、
前記断面において、
前記第１の境界線は、前記金属部材側に突出する凸状線部分を有し、
前記内部導電体は、前記外部導電体のうち前記凸状線部分に対応する箇所に配置されていることを特徴とする、接合体。
請求項１または請求項２に記載の接合体において、さらに、
前記セラミックス部材の内部に配置され、前記外部導電体のうち、前記接合部に接合される面と反対側の面に接触した内部導電体を備え、
前記断面において、
前記内部導電体および前記セラミックス部材と前記外部導電体との第２の境界線のうち、前記内部導電体と前記セラミックス部材とに跨がるように延びる跨がり部分の線形は、直線または曲線であることを特徴とする、接合体。
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の接合体において、
前記第１の境界線の両端の少なくとも一方は、前記金属部材とは反対側に窪んだ凹状線部分であることを特徴とする、接合体。
請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の接合体において、
前記断面において、
前記第１の境界線における前記複数の変曲点は、前記第１の方向に直交する第２の方向における前記第１の境界線の端側に位置する変曲点ほど、前記金属部材に近い位置に配置されていることを特徴とする、接合体。