JP2020033247A

JP2020033247A - 接合体

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Publication number: JP2020033247A
Application number: JP2019116896A
Authority: JP
Inventors: 晃弘山口; Akihiro Yamaguchi; 若園　誠; Makoto Wakazono; 誠若園; 晃文土佐; Akibumi Tosa
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2018-08-22
Filing date: 2019-06-25
Publication date: 2020-03-05
Anticipated expiration: 2039-06-25
Also published as: JP7265941B2

Abstract

【課題】外部導電体と金属部材と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、第１の金属成分を主成分とする外部導電体と、金属部材と、第２の金属成分を主成分とするロウ材を含み、外部導電体と金属部材とを接合する接合部と、を備える。接合体の少なくとも１つの特定断面において、外部導電体は、第２の金属成分の濃度（ａｔｍ％）が１０％以上である特定部分の存在割合が２０％以上である部位を含む、という第１の要件を満たしている。【選択図】図３

Description

本明細書に開示される技術は、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し、セラミックスにより形成された板状の保持体と、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、金およびニッケルを含むロウ材により形成された接合部により接合される。従来、接合部の気孔率を０．１〜１５％とすることにより、セラミックス部材と電極端子との接合強度の向上を図る技術が知られている（特許文献１参照）。

特開２０１４−９１６７６号公報

接合部の気孔率を０．１〜１５％とする従来の技術では、特に外部導電体（受電電極）と接合部との密着性が十分に確保されず、その結果、セラミックス部材と金属部材（電極端子）との接合強度の向上を十分に図ることができないことがあり、改善の余地があった。

なお、このような課題は、加熱装置に限らず、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など、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であれば共通の課題である。

本明細書では、上述した課題の少なくとも一部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、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、第１の金属成分を主成分とする外部導電体と、金属部材と、第２の金属成分を主成分とするロウ材を含み、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、前記接合体の少なくとも１つの特定断面において、前記外部導電体は、前記第２の金属成分の濃度（ａｔｍ％）が１０％以上である特定部分の存在割合が２０％以上である部位を含む、という第１の要件を満たしている。本接合体では、接合体の少なくとも１つの特定断面において、外部導電体は、第１の要件を満たしている。第１の要件は、外部導電体が、第２の金属成分の濃度（ａｔｍ％）が１０％以上である特定部分の存在割合が２０％以上である部位を含む、ことである。これにより、本接合体によれば、外部導電体が第１の要件を満たさない構成に比べて、外部導電体内に第２の金属成分が深く食い込んでいるため、外部導電体と接合部との密着性が高く、その結果、外部導電体と金属部材と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、前記接合体の少なくとも１つの特定断面において、前記セラミックス部材と前記外部導電体との境界における前記第２の金属成分の存在割合が７０％以下である、という第２の要件を満たしている構成としてもよい。本接合体によれば、接合体が第２の要件を満たさない構成に比べて、セラミックス部材と外部導電体との間に存在する第２の金属成分の量が少ないため、セラミックス部材と外部導電体との接合強度を向上させることができる。

（３）上記接合体において、前記外部導電体は、前記外部導電体と前記金属部材との対向方向における前記外部導電体の厚さの３％以上の長さ分だけ、前記外部導電体と前記接合部との境界線から前記セラミックス部材側に移動した位置において、前記第１の要件を満たしている構成としてもよい。本接合体によれば、外部導電体の厚さの３％以上の長さ分だけ、外部導電体と接合部との境界線からセラミックス部材側に移動した位置において、外部導電体が第１の要件を満たさない構成に比べて、外部導電体と接合部との密着性がより高くなり、その結果、外部導電体と金属部材との接合強度をさらに向上させることができる。

（４）上記接合体において、前記外部導電体のうち、前記第１の要件を満たさない表面部分は、外部に露出していない構成としてもよい。本接合体によれば、外部導電体のうち、第１の要件を満たさない表面部分の少なくとも一部が外部に露出している構成に比べて、外部導電体が外気に触れて酸化することに起因して外部導電体と金属部材との接合強度が低下す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、保持装置、静電チャック、ＣＶＤヒータ等のヒータ装置、真空チャック、シャワーヘッドなど、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、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。

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。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。加熱装置１００における受電電極５４付近のＸＺ断面構成を模式的に示す説明図である。変形例１における受電電極５４付近の一部分の構成を拡大して示す説明図である。変形例２における受電電極５４付近の一部分の構成を拡大して示す説明図である。

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。なお、図２には、後述する受電電極５４付近の一部分が拡大して示されている。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。

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、２０ｍｍ以下程度である。

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。本実施形態では、抵抗発熱体５０は、Ｚ軸方向視で略同心円状に延びる線状のパターンを構成している。抵抗発熱体５０の線状パターンの両端部は、保持体１０の中心部近傍に配置されており、各端部にはビア導体５２の上端部が接続されている。また、保持体１０の裏面Ｓ２側には、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が設けられている。ビア導体５２の下端部は、受電電極５４に接続されている。その結果、抵抗発熱体５０と受電電極５４とがビア導体５２を介して電気的に接続された状態となっている。

（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、ロウ材を含む接合部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、ロウ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、ビア導体５２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。

Ａ−２．接合部５６の詳細構成：
上述したように、接合部５６は、ロウ材を含んでおり、ロウ材の主成分は、第２の金属成分である。このため、接合部５６は、受電電極５４と電極端子７０とを接合し、かつ、受電電極５４と電極端子７０とを電気的に接続することができる。第２の金属成分は、次述する受電電極５４の主成分である第１の金属成分とは異なる種類の金属成分である。第２の金属成分は、例えば、Ｎｉ系、Ａｕ系の金属（活性金属以外）であることが好ましい。

Ａ−３．受電電極５４の詳細構成：
受電電極５４の主成分は、第１の金属成分である。第１の金属成分は、例えば、タングステンやモリブデンであることが好ましい。なお、受電電極５４は、主成分としての第１の金属成分以外に、他の種類の金属成分を含んでいてもよい。例えば、受電電極５４は、タングステンおよびモリブデンを含み、かつ、タングステンおよびモリブデンの一方を主成分とする構成であってもよい。また、受電電極５４は、金属成分以外の成分を含んでいてもよい。例えば、保持体１０と受電電極５４との熱膨張差の低減のため、受電電極５４は、保持体１０の主成分であるセラミックスと同じセラミックスを含んでいることが好ましい。

また、受電電極５４は、第１の金属成分に加えて、第２の金属成分を含んでおり、少なくとも次の第１の要件を満たす。
＜第１の要件＞
加熱装置１００の少なくとも１つの特定断面において、受電電極５４は、第２の金属成分の濃度（ａｔｍ％）が１０％以上である特定部分の存在割合が２０％以上である部位を含む。

図３は、加熱装置１００における受電電極５４付近のＸＺ断面構成を模式的に示す説明図である。図３では、保持体１０の主成分は、ＡｌＮであり、受電電極５４の主成分は、Ｗ（タングステン）であり、接合部５６の主成分は、Ｎｉである。また、図３のうち、薄い灰色部分は、Ｎｉの濃度（ａｔｍ％）が１０％以上である特定部分を意味し、濃い灰色は、ＡｌＮを主成分とする部分を意味し、白色部分は、Ｗを主成分とする部分を意味する。各成分元素の濃度（ａｔｍ％）は、ＥＰＭＡ（ＥｌｅｃｔｒｏｎＰｒｏｂｅＭｉｃｒｏＡｎａｌｙｚｅｒ）の定量分析により特定することができる。以下、第１の要件を満たすか否かの判定方法について、図３を例に挙げて説明する。

加熱装置１００の少なくとも１つの特定断面（例えばＸＺ断面、５０μｍ角）において、受電電極５４に、少なくとも１本の特定線ＴＬを引くことができることを条件に、加熱装置１００は、第１の要件を満たしていると判定する。ここで、特定線ＴＬは、受電電極５４と接合部５６との第１の境界線Ｌ１に略平行な線であり、かつ、該特定線ＴＬの所定の長さ（例えば特定断面における全長）に対して、特定部分の割合が２０％以上である線（直線または曲線）である。第１の境界線Ｌ１は、上記特定断面において、受電電極５４と接合部５６との厳密な境界線である必要はなく、受電電極５４と接合部５６との境界の近似線（直線または曲線）でよい。図３の例では、第１の境界線Ｌ１は、水平方向（Ｘ軸方向）に略平行な直線である。より具体的には、特定線ＴＬのうち、上記特定部分と重なる線分を「第１の重複線分Ｂ１」というものとする。特定線ＴＬは、例えば、該特定線ＴＬの全長に対して、第１の重複線分Ｂ１の長さ（第１の重複線分Ｂ１が複数ある場合には、複数の第１の重複線分Ｂ１の合計長さ）の割合が２０％以上である線である。なお、上記特定断面において、第１の境界線Ｌ１に略平行な仮想線（図示せず）について、該仮想線の所定の長さ（例えば特定断面における全長）に対して、該仮想線のうち、第１の金属成分（Ｗ）と重複する線分の合計長さの割合が２０％以上である部位は、受電電極５４である。なお、該仮想線に対する、第１の金属成分（Ｗ）と重複する線分の合計長さの割合は、９０％以下であることが好ましい。図２に示すように、本実施形態では、受電電極５４のうち、接合部５６に対向する表面部分（下面部分）には、第１の要件を満たす反応層６０が形成されている。なお、反応層６０の上下方向の厚さは、受電電極５４の上下方向の厚さの３％以上である（後述の第３の要件参照）。

また、加熱装置１００は、次の第２の要件を満たすことが好ましい。
＜第２の要件＞
加熱装置１００の少なくとも１つの特定断面において、保持体１０と受電電極５４との境界におけるＮｉ（上記特定部分）の存在割合が７０％以下である。
具体的には、保持体１０と受電電極５４との第２の境界線Ｌ２のうち、上記特定部分と重なる線分を「第２の重複線分Ｂ２」というものとする。例えば、第２の境界線Ｌ２が、該第２の境界線Ｌ２の所定の長さ（例えば特定断面における全長）に対して、第２の重複線分Ｂ２の長さ（第２の重複線分Ｂ２が複数ある場合には、複数の第２の重複線分Ｂ２の合計長さ）の割合が７０％以下であることを条件に、加熱装置１００は、第２の要件を満たしていると判定する。なお、第２の境界線Ｌ２は、上記特定断面において、保持体１０と受電電極５４との厳密な境界線である必要はなく、保持体１０と受電電極５４との境界の近似線（直線または曲線）でよい。図３の例では、第２の境界線Ｌ２は、水平方向（Ｘ軸方向）に略平行な直線である。

また、加熱装置１００は、次の第３の要件を満たすことが好ましい。
＜第３の要件＞
受電電極５４は、受電電極５４と接合部５６との対向方向（上下方向（Ｚ軸方向））における受電電極５４の厚さの３％以上の長さ分だけ、第１の境界線Ｌ１から保持体１０側に移動した位置において、上記第１の要件を満たしている。

なお、加熱装置１００は、特許請求の範囲における接合体に相当し、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する。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、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。タングステンやモリブデンは、特許請求の範囲における第１の金属成分に相当する。

Ａ−４．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。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、後にビア導体５２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し、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、Ｎｉ系ロウ材を均一に塗布した後、脱脂処理する。

ここで、ロウ付け時の温度が高いほど、また、ロウ付け時の加熱時間が長いほど、受電電極５４の主成分である第１の金属成分（例えばＷ）と、接合部５６の主成分である第２の金属成分（例えばＮｉ）との反応性が高くなり、互いに混じりやすくなり、その結果、受電電極５４における特定部位の存在割合が高くなる。したがって、ロウ付け時の温度および加熱時間の少なくとも一方を変更することにより、受電電極５４における特定部位の存在割合を調整することができる。但し、ロウ付け時の温度を高くし過ぎたり、ロウ付け時の加熱時間を長くし過ぎたりすると、第２の金属成分（例えばＮｉ）が受電電極５４と保持体１０との間に移動し、その結果、受電電極５４と保持体１０との密着性を低下させるおそれがある。このため、ロウ付け時の温度や加熱時間の上限を適宜調整することが好ましい。なお、加熱温度は、９５０度以上、１１５０度以下であることが好ましい。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９５０℃〜１２００℃程度の真空中で箔状のロウ材によりロウ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−５．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では、加熱装置１００の少なくとも１つの特定断面において、受電電極５４は、第１の要件を満たしている。第１の要件は、外部導電体が、第２の金属成分の濃度（ａｔｍ％）が１０％以上である特定部分の存在割合が２０％以上である部位を含む、ことである。これにより、本実施形態によれば、受電電極５４が第１の要件を満たさない構成に比べて、受電電極５４内に、受電電極５４の主成分である第２の金属成分が深く食い込んでいるため、受電電極５４と接合部５６との密着性が高く、その結果、受電電極５４と電極端子７０との接合強度を向上させることができる。

上記実施形態では、加熱装置１００の少なくとも１つの特定断面において、保持体１０と受電電極５４との境界における第２の金属成分の存在割合が７０％以下である、という第２の要件を満たしていることが好ましい。上記実施形態において、第２の要件を満たす場合、加熱装置１００が第２の要件を満たさない構成に比べて、保持体１０と受電電極５４との間に存在する第２の金属成分の量が少ないため、保持体１０と受電電極５４との接合強度を向上させることができる。

上記実施形態では、受電電極５４は、受電電極５４と接合部５６との対向方向（上下方向（Ｚ軸方向））における受電電極５４の厚さの３％以上の長さ分だけ、第１の境界線Ｌ１から保持体１０側に移動した位置において、上記第１の要件を満たしていることが好ましい。本実施形態において、受電電極５４の厚さの３％以上の長さ分だけ、第１の境界線Ｌ１との境界線から保持体１０側に移動した位置において、受電電極５４が第１の要件を満たさない構成に比べて、受電電極５４と接合部５６との密着性がより高くなり、その結果、受電電極５４と電極端子７０との接合強度をさらに向上させることができる。

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、外部導電体は、受電電極５４に限られず、要するに、セラミックス部材の表面側に配置された導電体であればよい。また、金属部材は、電極端子７０に限られず、要するに、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製の部材であればよい。

また、上記実施形態では、図２に示すように、受電電極５４のうち、第１の要件を満たさない表面部分の少なくとも一部は、外部に露出していた。具体的には、受電電極５４のうち、反応層６０が形成された下面部分は、接合部５６に覆われており、受電電極５４の上面部分は、保持体１０に覆われている。しかし、受電電極５４の側面部分は、保持体１０に形成された凹部１２内おいて外部に露出しており、外気に晒される。このため、例えば、加熱装置１００が高温大気中に配置された場合、外気に晒される受電電極５４の側面部分から酸化して受電電極５４が劣化し、受電電極５４と電極端子７０との接合強度が低下し、例えば、電極端子７０が受電電極５４から外れるおそれがある。そこで、外部導電体（受電電極５４）のうち、第１の要件を満たさない表面部分は、外部に露出していない構成が好ましい。図４は、変形例１における受電電極５４付近の一部分の構成を拡大して示す説明図であり、図５は、変形例２における受電電極５４付近の一部分の構成を拡大して示す説明図である。

図４に示すように、変形例１では、外部導電体（受電電極５４）のうち、第１の要件を満たさない表面部分（反応層６０ａが形成されていない表面部分）がセラミックス部材（保持体１０ａ）に埋設され、第１の要件を満たす表面部分が接合部５６に覆われることによって、外部導電体の全体が外部に露出していないようになっている。具体的には、変形例１では、保持体１０ａ内に受電電極５４が埋設されている。このため、受電電極５４の上面部分および側面部分が保持体１０ａに覆われている。また、受電電極５４の下面部分のうち、第１の要件を満たし反応層６０ａが形成された中央部分は、接合部５６に覆われており、該反応層６０ａの外側部分は、保持体１０ａに覆われている。

図５に示すように、変形例２では、外部導電体（受電電極５４）のうち、内部導電体（ビア導体５２）に電気的に接続される表面部分がセラミックス部材（保持体１０ｂ）に覆われ、該表面部分以外の部分（側面部分および下面部分）が接合部５６ｂに覆われることによって、外部導電体の全体が外部に露出していないようになっている。具体的には、変形例２では、受電電極５４のうち、接合部５６ｂに接触する側面部分および下面部分は、反応層６０ｂが形成されると共に接合部５６ｂに覆われている。受電電極５４のうち、接合部５６ｂに覆われない上面部分は、保持体１０ｂに覆われている。なお、上記変形例１，２以外に、外部導電体の一の部分がセラミックス部材に埋設され、かつ、外部導電体の他の部分が接合部に埋設された構成であってもよい。

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。柱状支持体２０は、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、受電電極５４は、タングステンやモリブデン以外の金属成分を主成分としていてもよい。また、受電電極５４は、金属成分に加えて、例えば硝子など、金属成分以外の成分を含んでもいてもよい。上記実施形態では、外部導電体として、受電電極５４を例示したが、これに限らず、保持体１０に埋設されつつ一部が外部に露出した導電体であってもよい。また、上記実施形態において、接合部５６に含まれるロウ材の第２の金属成分は、Ｎｉ系やＡｕ系の金属以外の金属成分でもよい。

上記実施形態において、加熱装置１００は、第２の要件および第３の要件の少なくとも一方を満たさない構成であってもよい。また、上記特定断面は、加熱装置１００のＸＺ断面に限らず、例えば、加熱装置１００のＸＹ断面など、他の断面でもよい。

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。例えば、保持体１０は、プレス成形法により形成してもよい。

１０，１０ａ，１０ｂ：保持体１２：凹部２０：柱状支持体２２：貫通孔３０：接合層５０：抵抗発熱体５２：ビア導体５４：受電電極５６，５６ｂ：接合部６０，６０ａ，６０ｂ：反応層７０：電極端子１００：加熱装置Ｂ１：第１の重複線分Ｂ２：第２の重複線分Ｌ１：第１の境界線Ｌ２：第２の境界線Ｓ１：保持面Ｓ２：裏面Ｓ３：上面ＴＬ：特定線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、第１の金属成分を主成分とする外部導電体と、
金属部材と、
第２の金属成分を主成分とするロウ材を含み、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、
前記接合体の少なくとも１つの特定断面において、前記外部導電体は、前記第２の金属成分の濃度（ａｔｍ％）が１０％以上である特定部分の存在割合が２０％以上である部位を含む、という第１の要件を満たしている、
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、
前記接合体の少なくとも１つの特定断面において、前記セラミックス部材と前記外部導電体との境界における前記第２の金属成分の存在割合が７０％以下である、という第２の要件を満たしている、
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、
前記外部導電体は、前記外部導電体と前記金属部材との対向方向における前記外部導電体の厚さの３％以上の長さ分だけ、前記外部導電体と前記接合部との境界線から前記セラミックス部材側に移動した位置において、前記第１の要件を満たしている、
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、
前記外部導電体のうち、前記第１の要件を満たさない表面部分は、外部に露出していない、
ことを特徴とする接合体。