JP2020075834A - Joined body - Google Patents
Joined body Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020075834A JP2020075834A JP2018210191A JP2018210191A JP2020075834A JP 2020075834 A JP2020075834 A JP 2020075834A JP 2018210191 A JP2018210191 A JP 2018210191A JP 2018210191 A JP2018210191 A JP 2018210191A JP 2020075834 A JP2020075834 A JP 2020075834A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- porous
- joint
- gap
- joined body
- plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
Abstract
Description
本明細書に開示される技術は、セラミックスにより形成された第1の部材と第2の部材とが接合部を介して接合された接合体に関する。 The technique disclosed in the present specification relates to a joined body in which a first member and a second member formed of ceramics are joined via a joining portion.
例えば半導体製造装置の真空チャンバー内でウェハを保持する保持装置として、静電チャックが用いられる。静電チャックは、例えばセラミックス製の板状部材と、例えば金属製のベース部材と、板状部材とベース部材とを接合する接合部と、板状部材の内部に設けられたチャック電極とを備えており、チャック電極に電圧が印加されることにより発生する静電引力を利用して、板状部材の表面(吸着面)にウェハを吸着して保持する。接合部は、シリコーン樹脂を含有する緻密体により形成されている(例えば、特許文献1参照)。 For example, an electrostatic chuck is used as a holding device that holds a wafer in a vacuum chamber of a semiconductor manufacturing apparatus. The electrostatic chuck includes, for example, a plate member made of ceramics, a base member made of metal, a joint for joining the plate member and the base member, and a chuck electrode provided inside the plate member. The electrostatic attraction generated by applying a voltage to the chuck electrode is used to attract and hold the wafer on the surface (adsorption surface) of the plate member. The joint portion is formed of a dense body containing a silicone resin (see, for example, Patent Document 1).
ところで、接合部が多孔質体により形成された構成では、接合部が緻密体により形成された構成に比べて、板状部材とベース部材との熱膨張差による応力を緩和する応力緩和性を向上させることができる。しかし、接合部が多孔質体により形成された構成であっても、静電チャックが使用環境において熱サイクルに晒されることによって生じる熱応力によって接合部にクラックが発生し、そのクラックが接合部内において進展(伝播)することによって接合部が剥離したり破損したりするおそれがある。 By the way, in the structure in which the joint portion is formed of the porous body, the stress relaxation property for relaxing the stress due to the difference in thermal expansion between the plate-shaped member and the base member is improved as compared with the structure in which the joint portion is formed of the dense body. Can be made However, even if the joint is formed of a porous body, a crack is generated in the joint due to the thermal stress generated by the electrostatic chuck being exposed to the thermal cycle in the use environment, and the crack is generated in the joint. The progress (propagation) may cause peeling or damage to the joint.
なお、このような課題は、静電引力を利用してウェハを保持する静電チャックに限らず、セラミックスにより形成された第1の部材と、第2の部材と、多孔質体により形成された接合部とを備える接合体一般に共通の課題である。 It should be noted that such a problem is not limited to an electrostatic chuck that holds a wafer by using electrostatic attraction, and is formed by a first member made of ceramics, a second member, and a porous body. A joint body including a joint is a common problem in general.
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。 This specification discloses a technique capable of solving the above-mentioned problems.
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。 The technology disclosed in the present specification can be implemented, for example, in the following modes.
(1)本明細書に開示される接合体は、第1の方向に略垂直な第1の表面を有する第1の部材と、第2の表面を有し、前記第2の表面が前記第1の部材の前記第1の表面側に位置するように配置され、前記第1の部材の材料の熱膨張率とは異なる熱膨張率を有する材料により形成された第2の部材と、前記第1の部材の前記第1の表面と前記第2の部材の前記第2の表面との間に配置されて前記第1の部材と前記第2の部材とを接合する接合部と、を備える接合体において、前記接合部は、前記第1の部材および前記第2の部材より気孔率が高い複数の多孔質部によって形成されており、かつ、前記複数の多孔質部の少なくとも2つの多孔質部の間には、隙間が存在しており、前記隙間は、前記接合部の前記第1の方向の全長にわたって前記接合部の形成材料が連続的に存在せず、かつ、前記第1の方向に略垂直な少なくとも1つの断面における開口面積が前記多孔質部の気孔の開口面積より大きい。 (1) The joined body disclosed in the present specification has a first member having a first surface substantially perpendicular to a first direction and a second surface, and the second surface is the first member. A second member which is arranged so as to be located on the first surface side of the first member and which is formed of a material having a coefficient of thermal expansion different from that of the material of the first member; A joining part, which is arranged between the first surface of the first member and the second surface of the second member and joins the first member and the second member. In the body, the joint part is formed by a plurality of porous parts having a higher porosity than the first member and the second member, and at least two porous parts of the plurality of porous parts. There is a gap between the gaps, and the gap does not continuously exist in the material forming the joint over the entire length of the joint in the first direction, and the gap is formed in the first direction. The opening area in at least one cross section that is substantially vertical is larger than the opening area of the pores of the porous portion.
本接合体では、接合部は、第1の部材および第2の部材より気孔率が高い複数の多孔質部によって形成されている。このため、本接合体では、接合部が緻密体によって形成された構成に比べて、第1の部材と第2の部材との熱膨張差による応力を緩和する応力緩和性が向上する。また、本接合体では、多孔質部間には、隙間が存在している。隙間は、接合部の第1の方向の全長にわたって接合部の形成材料が連続的に存在せず、かつ、第1の方向に略垂直な少なくとも1つの断面における開口面積が多孔質部の気孔の開口面積より大きい空間である。このため、本接合体では、接合部に発生したクラックの進展は、接合部に形成された隙間によって遮断される。以上により、本接合体によれば、接合部に隙間が存在しない構成に比べて、接合部における応力緩和性を向上させつつ、接合部におけるクラックの進展を抑制することができる。 In the present joined body, the joined portion is formed by a plurality of porous portions having a higher porosity than the first member and the second member. Therefore, in the present joined body, the stress relaxation property for relaxing the stress due to the difference in thermal expansion between the first member and the second member is improved as compared with the structure in which the joined portion is formed of the dense body. Moreover, in this joined body, a gap exists between the porous portions. The gap is such that the material forming the joint does not continuously exist over the entire length of the joint in the first direction, and the opening area of at least one cross section substantially perpendicular to the first direction is the pore of the porous portion. It is a space larger than the opening area. Therefore, in the present joined body, the progress of the crack generated in the joined portion is blocked by the gap formed in the joined portion. As described above, according to the present joined body, it is possible to suppress the progress of cracks in the joined portion while improving the stress relaxation property in the joined portion, as compared with the configuration in which there is no gap in the joined portion.
(2)上記接合体において、前記第1の部材の前記第1の表面と前記第2の部材の前記第2の表面とで面積が小さい方の対象表面のうち、前記第1の方向視で前記隙間と重なる重複領域の総面積は、前記対象表面の面積の0.5%以上である構成としてもよい。本接合体では、第1の部材の第1の表面と第2の部材の第2の表面とで面積が小さい方の対象表面のうち、第1の方向視で隙間と重なる重複領域の総面積は、対象表面の面積の0.5%以上である(以下、対象表面の面積に対する重複領域の総面積の割合を「隙間面積割合」という)。これにより、本接合体によれば、隙間面積割合が0.5%未満である構成に比べて、接合部におけるクラックの進展を、より効果的に抑制することができる。 (2) In the joined body, in the first direction view, of the target surfaces having a smaller area between the first surface of the first member and the second surface of the second member. The total area of the overlapping region overlapping the gap may be 0.5% or more of the area of the target surface. In the present joined body, the total area of the overlapping region that overlaps with the gap in the first direction, of the target surfaces of which the area is smaller between the first surface of the first member and the second surface of the second member. Is 0.5% or more of the area of the target surface (hereinafter, the ratio of the total area of the overlapping region to the area of the target surface is referred to as “gap area ratio”). As a result, according to the present joined body, it is possible to more effectively suppress the development of cracks in the joined portion, as compared with the configuration in which the gap area ratio is less than 0.5%.
(3)上記接合体において、前記第1の部材の前記第1の表面と前記第2の部材の前記第2の表面とで面積が小さい方の対象表面のうち、前記第1の方向視で前記隙間と重なる重複領域の総面積は、前記対象表面の面積の50%以下である構成としてもよい。本接合体によれば、隙間面積割合が50%より高い構成に比べて、第1の部材と第2の部材との接合部による接合強度の低下を、より効果的に抑制することができる。 (3) In the joined body, in the first direction view, of the target surfaces of which the area is smaller between the first surface of the first member and the second surface of the second member. The total area of the overlapping area overlapping the gap may be 50% or less of the area of the target surface. According to the present joined body, it is possible to more effectively suppress the decrease in the joining strength due to the joining portion between the first member and the second member, as compared with the configuration in which the gap area ratio is higher than 50%.
(4)上記接合体において、前記少なくとも1つの断面において、前記複数の多孔質部のうち、少なくとも2つの多孔質部同士は、前記多孔質部より幅が狭い接続部分を介して結合している構成としてもよい。本接合体では、多孔質部同士が接続部分(くびれ)を介して結合されている。これにより、本接合体によれば、多孔質部同士の隙間を確保しつつ、多孔質部同士が結合されていない構成に比べて、多孔質部同士が補強し合うことにより接合部全体として強度を向上させることができる。 (4) In the above joined body, in the at least one cross section, at least two porous portions of the plurality of porous portions are connected to each other via a connecting portion having a width narrower than that of the porous portion. It may be configured. In the present joined body, the porous parts are connected to each other through the connecting part (constriction). Thus, according to the present joined body, the strength of the entire joined portion is enhanced by the mutual reinforcement of the porous portions as compared with the configuration in which the porous portions are not bonded while securing the gap between the porous portions. Can be improved.
(5)上記接合体において、少なくとも1つの前記隙間は、前記少なくとも1つの断面において、全周にわたって前記多孔質部に囲まれている構成としてもよい。本接合体では、接合部に存在する少なくとも1つの隙間は、少なくとも1つの断面において、全周にわたって多孔質部に囲まれている。これにより、本接合体によれば、隙間の一部が接合部の外周面まで連続的につながっている構成に比べて、隙間周囲の強度低下を抑制することができる。 (5) In the above joined body, at least one of the gaps may be surrounded by the porous portion over the entire circumference in the at least one cross section. In the present joined body, at least one gap existing in the joined portion is surrounded by the porous portion over the entire circumference in at least one cross section. As a result, according to the present joined body, it is possible to suppress a decrease in strength around the gap as compared with a configuration in which a part of the gap is continuously connected to the outer peripheral surface of the joint.
(6)上記接合体において、前記少なくとも1つの断面において、少なくとも互いに隣り合う1組の多孔質部について、前記1組の多孔質部のそれぞれの外接円の中心間距離は、前記外接円の半径の2倍以下である構成としてもよい。本接合体では、少なくとも1つの断面において、少なくとも互いに隣り合う1組の多孔質部について、1組の多孔質部のそれぞれの外接円の中心間距離は、外接円の半径の2倍以下である。これにより、本接合体によれば、1組の多孔質部のそれぞれの外接円の中心間距離が外接円の半径の2倍より長い構成に比べて、隙間の存在に起因して接合部による強度が低下することを抑制することができる。 (6) In the above joined body, in at least one cross section, at least for one set of porous parts adjacent to each other, the center-to-center distance of each circumscribed circle of each of the one set of porous parts is the radius of the circumscribed circle. It may be configured to be twice or less. In this joined body, the center-to-center distance of each circumscribed circle of one set of porous portions is at least twice the radius of the circumscribed circle in at least one cross section in at least one cross section. .. As a result, according to the present joined body, the distance between the centers of the circumscribing circles of the set of porous portions is longer than twice the radius of the circumscribing circle, and therefore, due to the existence of the gap, It is possible to prevent the strength from decreasing.
(7)上記接合体において、前記少なくとも1つの断面において、少なくとも互いに隣り合う1組の多孔質部について、前記1組の多孔質部のそれぞれの外接円の中心間距離は、前記外接円の半径の1.5倍以上である構成としてもよい。本接合体では、少なくとも1つの断面において、少なくとも互いに隣り合う1組の多孔質部について、1組の多孔質部のそれぞれの外接円の中心間距離は、外接円の半径の1.5倍以上である。これにより、本接合体によれば、1組の多孔質部のそれぞれの外接円の中心間距離が外接円の半径の1.5倍より短い構成に比べて、接合部に生じるクラックの進展を、より確実に抑制することができる。 (7) In the above joined body, in at least one cross section, at least for one set of porous parts adjacent to each other, the center-to-center distance between the respective circumscribed circles of the one set of porous parts is the radius of the circumscribed circle. It may be configured to be 1.5 times or more. In the present joined body, the center-to-center distance of each circumscribed circle of at least one set of porous parts adjacent to each other in at least one cross section is 1.5 times or more the radius of the circumscribed circle. Is. As a result, according to the present joined body, compared with a configuration in which the center-to-center distance of each circumscribing circle of one set of porous portions is shorter than 1.5 times the radius of the circumscribing circle, the cracks that develop in the joining portion are more likely to develop. Can be suppressed more reliably.
(8)上記接合体において、前記第1の部材は、セラミックスにより形成されているセラミックス部材であり、前記第2の部材は、金属により形成されているベース部材であり、前記接合体は、静電チャックである構成としてもよい。 (8) In the above joined body, the first member is a ceramic member formed of ceramics, the second member is a base member formed of metal, and the joined body is a static member. It may be configured as an electric chuck.
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、接合体、半導体製造装置用部品、保持装置、静電チャック、真空チャック、加熱装置、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。 The technology disclosed in the present specification can be implemented in various forms, for example, a bonded body, a semiconductor manufacturing device component, a holding device, an electrostatic chuck, a vacuum chuck, a heating device, and the like. It can be realized in the form of a manufacturing method or the like.
A.実施形態:
A−1.静電チャック100の構成:
図1は、本実施形態における静電チャック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静電チャック100のXZ断面構成を概略的に示す説明図である。図2には、後述の図3のII−IIの位置における静電チャック100のXZ断面構成が示されている。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、静電チャック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。
A. Embodiment:
A-1. Structure of the electrostatic chuck 100:
FIG. 1 is a perspective view schematically showing an external configuration of the
静電チャック100は、対象物(例えば半導体ウェハW)を静電引力により吸着して保持する装置であり、例えば半導体製造装置の真空チャンバー内でウェハWを固定するために使用される。静電チャック100は、所定の配列方向(本実施形態では上下方向(Z軸方向))に並べて配置された板状部材10およびベース部材20を備える。板状部材10とベース部材20とは、板状部材10の下面S2(正確には、後述するメタライズ層60の下面S5 図2参照)とベース部材20の上面S3とが、後述する接合部30を挟んで上記配列方向に対向するように配置される。すなわち、ベース部材20は、ベース部材20の上面S3が板状部材10の下面S2(メタライズ層60の下面S5)側に位置するように配置される。
The
板状部材10は、上述した配列方向(Z軸方向)に略直交する略円形平面状の上面(以下、「吸着面」という)S1を有する部材であり、例えばセラミックス(例えば、アルミナや窒化アルミニウム等)により形成されている。板状部材10の直径は例えば50mm〜500mm程度(通常は200mm〜350mm程度)であり、板状部材10の厚さは例えば1mm〜10mm程度である。板状部材10は、特許請求の範囲における第1の部材に相当し、板状部材10の下面S2は、特許請求の範囲における第1の表面に相当し、Z軸方向は、特許請求の範囲における第1の方向に相当する。また、本明細書では、Z軸方向に直交する方向を「面方向」という。
The plate-shaped
図2に示すように、板状部材10の内部には、導電性材料(例えば、タングステン、モリブデン、白金等)により形成されたチャック電極40が配置されている。Z軸方向視でのチャック電極40の形状は、例えば略円形である。チャック電極40に電源(図示せず)から電圧が印加されると、静電引力が発生し、この静電引力によってウェハWが板状部材10の吸着面S1に吸着固定される。
As shown in FIG. 2, inside the plate-shaped
板状部材10の内部には、また、導電性材料(例えば、タングステン、モリブデン、白金等)を含む抵抗発熱体により構成されたヒータ電極50が配置されている。ヒータ電極50に電源(図示せず)から電圧が印加されると、ヒータ電極50が発熱することによって板状部材10が温められ、板状部材10の吸着面S1に保持されたウェハWが温められる。これにより、ウェハWの温度分布の制御が実現される。
Inside the
ベース部材20は、例えば板状部材10と同径の、または、板状部材10より径が大きい円形平面の板状部材であり、例えば金属(アルミニウム、アルミニウム合金、チタン合金、鉄や銅等)により形成されている。ベース部材20の熱膨張係数(熱膨張率)は、板状部材10の熱膨張係数とは異なる。例えば、ベース部材20は、金属により形成され、板状部材10は、セラミックスにより形成されている。この場合には、ベース部材20の熱膨張係数は、板状部材10の熱膨張係数より大きい。ベース部材20の直径は例えば220mm〜550mm程度(通常は220mm〜350mm)であり、ベース部材20の厚さは例えば20mm〜40mm程度である。ベース部材20は、特許請求の範囲における第2の部材に相当し、ベース部材20の上面S3は、特許請求の範囲における第2の表面に相当する。
The
ベース部材20は、板状部材10の下面S2とベース部材20の上面S3との間に配置された接合部30によって、板状部材10に接合されている。接合部30の厚さは、例えば10μm以上、70μm以下である。板状部材10とベース部材20とを接合するための構成については、後に詳述する。
The
ベース部材20の内部には冷媒流路21が形成されている。冷媒流路21に冷媒(例えば、フッ素系不活性液体や水等)が流されると、ベース部材20が冷却され、接合部30を介したベース部材20と板状部材10との間の伝熱(熱引き)により板状部材10が冷却され、板状部材10の吸着面S1に保持されたウェハWが冷却される。これにより、ウェハWの温度分布の制御が実現される。
A
また、図2に示すように、静電チャック100には、ベース部材20の下面S4から板状部材10の吸着面S1にわたって上下方向に延びるピン挿通孔140が形成されている。すなわち、ピン挿通孔140は、ベース部材20をZ軸方向に貫通する孔26と、接合部30をZ軸方向に貫通する孔36と、板状部材10と後述するメタライズ層60とをZ軸方向に貫通する孔16とが互いに連通した一体の孔である。ピン挿通孔140は、板状部材10の吸着面S1上に保持されたウェハWを押し上げて吸着面S1から離間させるためのリフトピン(図示せず)を挿通するための孔である。
Further, as shown in FIG. 2, the
また、図2に示すように、静電チャック100は、板状部材10とウェハWとの間の伝熱性を高めてウェハWの温度分布の制御性をさらに高めるため、板状部材10の吸着面S1とウェハWの表面との間に存在する空間に不活性ガス(例えば、ヘリウムガス)を供給する構成を備えている。すなわち、静電チャック100には、ベース部材20の下面S4から接合部30の上面にわたって上下方向に延びる第1のガス流路孔131と、第1のガス流路孔131に連通すると共に板状部材10の吸着面S1に開口する第2のガス流路孔132とが形成されている。第1のガス流路孔131は、ベース部材20をZ軸方向に貫通する孔25と、接合部30をZ軸方向に貫通する孔35とが互いに連通した一体の孔である。また、第2のガス流路孔132の下端部は、径が拡大された拡径部134となっており、拡径部134内には、通気性を有する充填部材(通気性プラグ)160が充填されている。また、板状部材10の内部には、第2のガス流路孔132と連通すると共に面方向に環状に延びる横流路133が形成されている。ヘリウムガス源(図示しない)から供給されたヘリウムガスが、第1のガス流路孔131内に流入すると、流入したヘリウムガスは、第1のガス流路孔131から拡径部134内に充填された通気性を有する充填部材160の内部を通過して板状部材10の内部の第2のガス流路孔132内に流入し、横流路133を介して面方向に流れつつ、吸着面S1に形成されたガス噴出孔から噴出する。このようにして、吸着面S1とウェハWの表面との間に存在する空間に、ヘリウムガスが供給される。
In addition, as shown in FIG. 2, the
A−2.板状部材10とベース部材20とを接合するための詳細構成:
次に、板状部材10とベース部材20とを接合するための詳細構成について説明する。図3は、本実施形態における静電チャック100のXY断面構成を概略的に示す説明図である。図3には、図2のIII−IIIの位置における静電チャック100のXY断面構成が示されている。また、図3には、板状部材10の外形が点線で示されている。
A-2. Detailed structure for joining the
Next, a detailed configuration for joining the
図2および図3に示すように、本実施形態の静電チャック100では、板状部材10の下面S2には、メタライズ層60が形成されている。メタライズ層60は、板状部材10の下面S2のうち、孔16や拡径部134の形成部分を除く、表面部分全体を覆っている。メタライズ層60は、主成分として、導電性材料(例えば、Ag、Cu、Au、Pt、Pb、Ni−Auフラッシュなど)を含む材料により形成された金属膜である。メタライズ層60のZ軸方向の厚さは、板状部材10のZ軸方向の厚さより薄く、例えば0.1μm程度である。
As shown in FIGS. 2 and 3, in the
接合部30は、金属を含む多孔質構造により形成されている。接合部30の多孔質構造の気孔率は、板状部材10の気孔率より高く、かつ、ベース部材20の気孔率より高い。接合部30の多孔質構造の気孔率は、例えば、20%以上、70%以下である。また、接合部30は、主成分として、粒径が100nm以下の金属超微粒子を含んでいる。具体的には、接合部30は、金属ナノ粒子(例えばAgナノ粒子やCuナノ粒子)の焼結体である。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。接合部30は、複数の金属ナノ粒子が焼結して互いに接合したナノ金属粒子接合体である。このナノ金属粒子接合は、金属ナノ粒子同士の固相拡散接合(固相焼結)である。このため、接合部30では、金属ナノ粒子同士が固相(粒状)のまま接合することによって固相間に気孔が形成されており、その結果、接合部30は多孔質構造になっている。
The
本実施形態の静電チャック100は、接合部30に関する第1の条件を満たす。
<第1の条件>
接合部30は、複数の多孔質部32によって形成されており、かつ、接合部30を含むZ軸方向に略垂直な少なくとも1つの断面において、少なくとも1組の多孔質部32同士の間には、隙間Mが存在している(図2および図3参照)。
隙間Mは、接合部30(多孔質部32)のZ軸方向の全長にわたって多孔質部32の形成材料が連続的に存在しない(図2参照)。また、1つの隙間Mの開口面積は、多孔質部32の気孔の開口面積(気孔径が最大の気孔の開口面積)より大きい(図3参照)。例えば、1つの隙間Mの開口面積は、多孔質部32の気孔の開口面積の10倍以上であることが好ましい。なお、隙間Mは、Z軸方向に沿って直線状に延びているものに限らず、Z軸方向に対して傾斜した方向に延びているものや、例えば曲線など、非直線状に延びているものでもよい。
The
<First condition>
The
In the gap M, the material forming the
本実施形態の静電チャック100は、さらに、接合部30に関する第2の条件を満たすことが好ましい。
<第2の条件>
Z軸方向視で、静電チャック100の下面S2の全体の面積に対する、隙間Mの面積の割合(以下、「隙間Mの面積割合」という)は、0.5%以上である。
隙間Mの面積は、静電チャック100の下面S2と隙間Mとが重なる重複領域の総面積である。なお、静電チャック100の下面S2は、特許請求の範囲における対象表面に相当する。
It is preferable that the
<Second condition>
The ratio of the area of the gap M to the entire area of the lower surface S2 of the electrostatic chuck 100 (hereinafter, referred to as “area ratio of the gap M”) is 0.5% or more when viewed in the Z-axis direction.
The area of the gap M is the total area of the overlapping region where the lower surface S2 of the
本実施形態の静電チャック100は、さらに、接合部30に関する第3の条件を満たすことが好ましい。
<第3の条件>
接合部30の隙間Mの面積割合は、50%以下である。
It is preferable that the
<Third condition>
The area ratio of the gap M of the
本実施形態の静電チャック100は、さらに、接合部30に関する第4の条件を満たすことが好ましい。
<第4の条件>
接合部30を含むZ軸方向に略垂直な少なくとも1つの断面において、複数の多孔質部32のうち、少なくとも2つの多孔質部32は、多孔質部32より幅が狭い接続部分34を介して結合している(図3参照)。
It is preferable that the
<Fourth condition>
In at least one cross section that is substantially perpendicular to the Z-axis direction including the
本実施形態の静電チャック100は、さらに、接合部30に関する第5の条件を満たすことが好ましい。
<第5の条件>
接合部30を含むZ軸方向に略垂直な少なくとも1つの断面において、少なくとも1つの隙間Mは、該隙間Mの全周にわたって複数の多孔質部32に囲まれている。
It is preferable that the
<Fifth condition>
In at least one cross section substantially perpendicular to the Z-axis direction including the
本実施形態の静電チャック100は、さらに、接合部30に関する第6の条件を満たすことが好ましい。
<第6の条件>
接合部30を含むZ軸方向に略垂直な少なくとも1つの断面において、少なくとも互いに隣り合う1組の多孔質部32について、1組の多孔質部32のそれぞれの外接円の中心間距離Lは、外接円の半径の2倍以下である。
ここで、「外接円の中心間距離L」は、互いに隣り合う1組の多孔質部32の一方の外接円の中心(例えば、図3中の外接円C1の中心O1)と、他方の外接円の中心(例えば、図3中の外接円C2の中心O2)との間の距離である。また、「外接円の半径」は、1組の多孔質部32のそれぞれの外接円のうち、半径が大きい外接円の半径である。
It is preferable that the
<Sixth condition>
In at least one cross section substantially perpendicular to the Z-axis direction including the
Here, the "center-to-center distance L of the circumscribing circle" means the center of one circumscribing circle of the pair of
本実施形態の静電チャック100は、さらに、接合部30に関する第7の条件を満たすことが好ましい。
<第7の条件>
接合部30を含むZ軸方向に略垂直な少なくとも1つの断面において、少なくとも互いに隣り合う1組の多孔質部32について、1組の多孔質部32のそれぞれの外接円の中心間距離Lは、外接円の半径の1.5倍以上である。
It is preferable that the
<Seventh condition>
In at least one cross section substantially perpendicular to the Z-axis direction including the
なお、図3では、各多孔質部32のZ軸方向視での形状は、略円形であり、複数の多孔質部32は、Z軸方向視で格子状に配置されている。また、互いに隣り合う多孔質部32のそれぞれの周縁の一部分同士が互いに一体的に結合されている。また、接合部30には、複数の隙間Mが形成されている。具体的には、複数の隙間Mは、互いに直交する2方向(X軸方向、Y軸方向)において互いに等間隔で配置されている。
In FIG. 3, the shape of each
A−3.静電チャック100の製造方法:
本実施形態の静電チャック100の製造方法は、例えば以下の通りである。まず、公知の方法により、板状部材10を作製する。例えば、セラミックスグリーンシートを複数枚作製し、所定のセラミックスグリーンシートに所定の加工を行う。所定の加工としては、例えば、チャック電極40やヒータ電極50等の形成のためのメタライズペーストの印刷、各種ビアの形成のための孔空けおよびメタライズペーストの充填等が挙げられる。これらのセラミックスグリーンシートを積層して熱圧着し、切断等の加工を行うことにより、セラミックスグリーンシートの積層体を作製する。作製されたセラミックスグリーンシートの積層体を焼成することにより、セラミックス焼成体である板状部材10を作製する。また、公知の方法により、ベース部材20を作製する。
A-3. Manufacturing method of the electrostatic chuck 100:
The method of manufacturing the
次に、板状部材10の下面S2にメタライズ層60を形成する。例えば、板状部材10がアルミナにより形成されている場合、板状部材10の下面S2に、モリブデンマンガン法やコファイア法により金属膜(例えばNi等のストライクメッキ)を形成した後にAg、Cu、Au等のめっきを施す。これにより、ベース部材20の上面S3側に配置される最外層がAg、Cu、Au等により形成されたメタライズ層60を形成することができる。なお、メタライズ層60を形成する他の方法としては、金属蒸着、スパッタ、物理蒸着(PVD)が挙げられる。なお、板状部材10とメタライズ層60との密着性向上のため、例えば、板状部材10の下面S2側から、Ti、Mo、最外層(約0.1μm)の順に成膜してもよい。
Next, the metallized
次に、金属ナノ粒子を主成分とするペーストを、ベース部材20の上面S3上にドット状に塗布(印刷)する。図4は、ベース部材20の上面S3上に塗布された複数のドット状のペースト(以下、「接合部前駆体31」という)のXY平面上の配置構成を示す説明図である。図4には、板状部材10の外形が点線で示されている。図4では、各接合部前駆体31のZ軸方向視での形状は、略円形状であり、複数の接合部前駆体31は、互いに離間して配置され、かつ、互いに等間隔で格子状に配置されている。次に、ベース部材20の上面S3上に塗布された複数の接合部前駆体31の上に板状部材10をマウントすることにより、板状部材10に形成されたメタライズ層60の下面S5とベース部材20の上面S3との間に複数の接合部前駆体31を挟み込ませる。そして、板状部材10に対して、ベース部材20側に向かう方向に、例えば、約0.1N/mm2〜1.0N/mm2程度の圧力を加え、窒素雰囲気で270℃の熱処理を1時間施すことにより、板状部材10に形成されたメタライズ層60とベース部材20とを接合する接合部30を形成する。すなわち、熱処理の過程で、各接合部前駆体31は外周側に広がって、互いに隣り合う接合部前駆体31の周縁の一部分同士が接触して一体化する。その結果、少なくとも上記第1の条件を満たす接合部30が形成される(図2および図3参照)。以上の工程により、本実施形態の静電チャック100が製造される。
Next, a paste containing metal nanoparticles as a main component is applied (printed) in a dot shape on the upper surface S3 of the
A−4.本実施形態の効果:
以上説明したように、本実施形態の静電チャック100は、板状部材10と、ベース部材20と、接合部30とを備える。接合部30は、板状部材10およびベース部材20より気孔率が高い複数の多孔質部32によって形成されている。このため、本実施形態では、接合部が緻密体によって形成された構成に比べて、板状部材10とベース部材20との熱膨張差による応力を緩和する応力緩和性が向上する。また、本実施形態では、少なくとも2つの多孔質部32の間には、隙間Mが存在している(上記第1の条件)。隙間Mは、接合部30のZ軸方向の全長にわたって接合部30の形成材料が連続的に存在せず、かつ、Z軸方向に略垂直な少なくとも1つの断面における開口面積が多孔質部32の気孔の開口面積より大きい空間である。このため、本実施形態では、接合部30(多孔質部32)に発生したクラックの進展は、接合部30に形成された隙間Mによって遮断される。以上により、本実施形態によれば、接合部に隙間が存在しない構成に比べて、接合部30における応力緩和性を向上させつつ、接合部30におけるクラックの進展を抑制することができる。
A-4. Effects of this embodiment:
As described above, the
ここで、接合部に隙間が存在しない構成において、接合部を比較的に気孔率が高い多孔質構造にすることによって接合部における応力緩和性を向上させることも考えられる。しかし、多孔質構造の気孔率が高いほど、各気孔の開口面積が大きいため、接合部と被接合部材(板状部材10やベース部材20)との間の接触箇所におけるアンカー効果が低下するため、接合部と被接合部材とが十分に接合されないおそれがある。これに対して、本実施形態によれば、接合部30を形成する多孔質部32に隙間Mが存在している。このため、多孔質部32において気孔率に起因するアンカー効果の低下を抑制しつつ、接合部30に形成された隙間Mによって接合部における応力緩和性を向上させることができる。なお、本実施形態では、セラミックスにより形成された板状部材10の下面S2にメタライズ層60が形成され、このメタライズ層60とベース部材20とが、接合部30を形成する多孔質体によって接合されている。このため、板状部材10と多孔質体とが、メタライズ層60を介さずに直接接触する構成に比べて、板状部材10と多孔質体との接合強度が向上する。
Here, in a structure in which there are no gaps in the joint, it is conceivable that the joint may have a porous structure having a relatively high porosity to improve the stress relaxation property in the joint. However, since the higher the porosity of the porous structure, the larger the opening area of each pore, the anchor effect at the contact point between the joint and the member to be joined (the
本実施形態では、接合部30の隙間Mの面積割合は、0.5%以上である(上記第2の条件)。これにより、本実施形態によれば、隙間Mの面積割合が0.5%未満である構成に比べて、隙間Mの存在によって接合部30の柔軟性が高いため、接合部30におけるクラックの進展を、より効果的に抑制することができる。
In the present embodiment, the area ratio of the gap M of the
本実施形態では、接合部30の隙間Mの面積割合は、50%以下である(上記第3の条件)。これにより、本実施形態によれば、隙間Mの面積割合が50%より高い構成に比べて、接合部と板状部材10等との接触面積が大きいため、板状部材10とベース部材20との接合部30による接合強度の低下を、より効果的に抑制することができる。
In the present embodiment, the area ratio of the gap M of the
本実施形態では、多孔質部32同士が接続部分34(くびれ)を介して結合されている(上記第4の条件)。これにより、本実施形態によれば、多孔質部32同士の隙間を確保しつつ、多孔質部32同士が結合されていない構成に比べて、多孔質部32同士が補強し合うことにより接合部30全体として強度を向上させることができる。
In the present embodiment, the
本実施形態では、接合部30に存在する少なくとも1つの隙間Mは、少なくとも1つのXY断面において、隙間Mの全周にわたって多孔質部32に囲まれている(上記第5の条件)。これにより、本実施形態によれば、隙間Mの一部が接合部の外周面まで連続的につながっている構成に比べて、隙間Mの周囲の強度低下を抑制することができる。
In the present embodiment, at least one gap M existing in the
本実施形態では、少なくとも1つのXY断面において、少なくとも互いに隣り合う1組の多孔質部32について、1組の多孔質部32のそれぞれの外接円の中心間距離Lは、外接円の半径の2倍以下である(上記第6の条件)。これにより、本実施形態によれば、1組の多孔質部32のそれぞれの外接円の中心間距離Lが外接円の半径の2倍より長い構成に比べて、隙間Mの存在に起因して接合部30による接合強度が低下することを抑制することができる。
In this embodiment, the center-to-center distance L of each circumscribed circle of one set of
本実施形態では、少なくとも1つのXY断面において、少なくとも互いに隣り合う1組の多孔質部32について、1組の多孔質部32のそれぞれの外接円の中心間距離Lは、外接円の半径の1.5倍以上である(上記第7の条件)。これにより、本実施形態によれば、1組の多孔質部32のそれぞれの外接円の中心間距離Lが外接円の半径の1.5倍より短い構成に比べて、接合部30に生じるクラックの進展を、より確実に抑制することができる。
In this embodiment, the center-to-center distance L of each circumscribed circle of one set of
また、本実施形態では、接合部30は、主成分として、粒径が100nm以下の金属超微粒子を含んでいるため、接合部が主成分として樹脂や半田を含む構成に比べて、接合部30の耐熱性を向上させることができる。例えば、接合部30が、Agナノ粒子により形成された構成では、接合部30の融点は約960℃である。また、接合部30では、200℃程度で接合が可能であるため、接合時における残留応力を最小限に抑えることができる。また、特に、接合部30が軟質性を有するAgやCuの金属超微粒子により形成された構成では、板状部材10とベース部材20との熱膨張差による応力を緩和する応力緩和性を、より効果的に向上させることができる。
Further, in the present embodiment, since the
A−5.性能評価:
図5は、第1のグループの各サンプルにおける接合部による接合強度とクラック抑制とに関する評価結果を示す説明図であり、図6は、第2のグループの各サンプルにおける接合部による接合強度とクラック抑制とに関する評価結果を示す説明図である。図5および図6に示すように、接合体の2つのグループのサンプルについて、接合部による接合強度とクラック抑制とに関する評価を行った。2つのグループのサンプルは、全体として、上述の静電チャック100と略同一構成であり、具体的には、アルミナにより形成された矩形状の板状部材と、Cuにより形成された矩形状のベース部材と、接合部とを備える接合体である。但し、各サンプルは、例えばサイズや、板状部材がヒータ電極50等を備えない等の点で、上述の静電チャック100とは異なる。板状部材にはメタライズ層が形成されており、メタライズ層とベース部材とが、主成分としてAgナノ粒子を含む接合部によって接合されている。なお、各サンプルは、上述した製造方法と同様の方法により製造できる。
A-5. Performance evaluation:
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the evaluation results regarding the joint strength and the crack suppression by the joint portion in each sample of the first group, and FIG. 6 is the joint strength and the crack by the joint portion in each sample of the second group. It is explanatory drawing which shows the evaluation result regarding suppression. As shown in FIG. 5 and FIG. 6, the samples of the two groups of bonded bodies were evaluated regarding the bonding strength by the bonded portion and crack suppression. The samples of the two groups as a whole have substantially the same structure as the
図5に示すように、第1のグループのサンプル(サンプル1−1〜1−5)は、接合部30の隙間Mの面積割合が互いに異なる。各サンプルにおける接合部30の隙間Mの面積割合は、接合体の製造段階における各接合部前駆体の大きさや離間距離と、板状部材とベース部材とで接合部前駆体を挟み込む圧力と、の少なくとも1つを変えることにより調整することができる。具体的には、接合部前駆体の大きさが大きいほど、接合部前駆体同士の離間距離が短いほど、板状部材とベース部材とで接合部を挟み込む圧力が高いほど、隙間Mの面積割合を低くすることができる。
As shown in FIG. 5, the first group of samples (Samples 1-1 to 1-5) are different from each other in the area ratio of the gap M of the
図6に示すように、第2のグループのサンプル(サンプル2−1〜2−8)は、接合部における多孔質部の半径と中心間距離との少なくとも1つが互いに異なる。多孔質部の半径と中心間距離とは、隙間Mの面積割合と同様、接合体の製造段階における各接合部前駆体の大きさや離間距離と、板状部材とベース部材とで接合部前駆体を挟み込む圧力と、の少なくとも1つを変えることにより調整することができる。 As shown in FIG. 6, the samples of the second group (Samples 2-1 to 2-8) differ from each other in at least one of the radius of the porous portion and the center-to-center distance in the bonded portion. The radius of the porous portion and the center-to-center distance are the same as the area ratio of the gap M, the size and separation distance of each joint precursor in the manufacturing step of the joint, and the joint precursor between the plate-shaped member and the base member. It can be adjusted by changing at least one of the pressure for sandwiching and.
接合部による接合強度は、次のようにして評価した。まず、各サンプルの接合体を、大気中で、150℃の加熱処理を、200時間行った。その後、公知の引張試験機を用いて、各サンプルのうち、ベース部材を固定しつつ、板状部材を引っ張る荷重を加えつつ、荷重を増加させていく。そして、接合部が破断したときの破壊荷重を測定した。接合強度は、破壊荷重を、接合部とメタライズ層との接合面積(接合部を形成する多孔質体の気孔は無視)で除算した値(MPa)とした。すなわち、ここでいう接合強度は、耐酸化試験後における接合部による接合強度(引っ張り強度)である。図5および図6の「接合強度」では、「○」は、接合強度が40MPa以上であったことを意味し、「△」は、接合強度が40MPa未満であったことを意味する。 The joint strength at the joint was evaluated as follows. First, the bonded body of each sample was heat-treated at 150 ° C. for 200 hours in the air. Then, using a well-known tensile tester, the load is increased while the base member of each sample is fixed and a load for pulling the plate-shaped member is applied. Then, the breaking load when the joint portion was broken was measured. The bonding strength was a value (MPa) obtained by dividing the breaking load by the bonding area between the bonding portion and the metallized layer (ignoring the pores of the porous body forming the bonding portion). That is, the joint strength here is the joint strength (tensile strength) of the joint after the oxidation resistance test. In the "bonding strength" of Figs. 5 and 6, "○" means that the bonding strength was 40 MPa or more, and "△" means that the bonding strength was less than 40 MPa.
接合部によるクラック抑制は、次のようにして評価した。クラック抑制は、接合部の外表面に発生したクラックの接合部の内部への進展(伝播)を抑制することをいう。まず、各サンプルの接合体を、室温(常温)と350℃との間で交互に温度を変える熱サイクルを5000回繰り返する。その後、接合部におけるクラックの発生率を特定する。クラックの発生率は、Z軸方向視で、該Z軸方向に略直交する所定方向(例えばX軸方向)における接合部30全体の幅に対する、接合部の外表面からクラックが発生した位置まで深さの割合である。各サンプルの接合体から、接合部のXY断面を切り出して、そのXY断面を研磨し、電子顕微鏡により例えば20,000倍の倍率で断面観察し、接合部におけるクラックの有無を検出して、接合部におけるクラックの発生率を特定する。なお、各サンプルの接合体を切断せずに、公知のX線透過装置に用いて接合部におけるクラックの有無を検出して、クラック発生率を特定してもよい。図5および図6の「クラック抑制」では、「○」は、クラックの発生率が5%未満であったことを意味し、「△」は、クラックの発生率が5%以上であったことを意味する。 The crack suppression by the joint portion was evaluated as follows. Crack suppression refers to suppressing the propagation (propagation) of cracks generated on the outer surface of the joint to the inside of the joint. First, the bonded body of each sample is subjected to a heat cycle in which the temperature is alternately changed between room temperature (normal temperature) and 350 ° C. 5000 times is repeated. After that, the crack occurrence rate at the joint is specified. The crack occurrence rate is the depth from the outer surface of the joint to the position where the crack is generated with respect to the width of the entire joint 30 in a predetermined direction substantially orthogonal to the Z-axis direction (for example, the X-axis direction) when viewed in the Z-axis direction. It is the ratio of From the bonded body of each sample, an XY cross section of the bonded portion is cut out, the XY cross section is polished, and the cross section is observed with an electron microscope at a magnification of, for example, 20,000 times, and the presence or absence of cracks in the bonded portion is detected and bonded. Specify the rate of occurrence of cracks in the area. The crack occurrence rate may be specified by detecting the presence or absence of cracks in the joint using a known X-ray transmission device without cutting the joint of each sample. In “crack suppression” in FIGS. 5 and 6, “◯” means that the crack occurrence rate was less than 5%, and “Δ” indicates that the crack occurrence rate was 5% or more. Means
図5に示すように、クラック抑制に関する評価結果について、サンプル1−1では、「△」と評価され、サンプル1−2〜1−5では、「○」と評価された。このことは、隙間Mの面積割合を0.5以上にする(第2の条件を満たす)ことにより、接合部におけるクラックの進展を、より効果的に抑制できることを意味する。また、接合強度に関する評価結果について、サンプル1−1〜1−4では、「○」と評価され、サンプル1−5では、「△」と評価された。このことは、隙間Mの面積割合を50%以下にする(第3の条件を満たす)ことにより、板状部材とベース部材との接合部による接合強度の低下を、より効果的に抑制できることを意味する。 As shown in FIG. 5, the evaluation result regarding crack suppression was evaluated as “Δ” in Sample 1-1 and evaluated as “◯” in Samples 1-2 to 1-5. This means that by setting the area ratio of the gap M to be 0.5 or more (the second condition is satisfied), it is possible to more effectively suppress the development of cracks in the joint portion. Regarding the evaluation results regarding the bonding strength, Samples 1-1 to 1-4 were evaluated as “◯”, and Sample 1-5 was evaluated as “Δ”. This means that by setting the area ratio of the gap M to be 50% or less (the third condition is satisfied), it is possible to more effectively suppress the decrease in the bonding strength due to the bonding portion between the plate-shaped member and the base member. means.
図6に示すように、接合強度に関する評価結果について、サンプル2−1,2−6では、外接円の中心間距離が外接円の半径の2倍より大きく、「△」と評価され、サンプル2−2〜2−5,2−7,2−8では、外接円の中心間距離が外接円の半径の2倍以下であり、「○」と評価された。このことは、1組の多孔質部のそれぞれの外接円の中心間距離を外接円の半径の2倍以下にする(第6の条件を満たす)ことにより、隙間の存在に起因して接合部による接合強度が低下できることを意味する。また、クラック抑制に関する評価結果について、サンプル2−5,2−8では、外接円の中心間距離Lが外接円の半径の1.5倍未満であり、「△」と評価され、サンプル2−1〜2−4,2−6,2−7は、外接円の中心間距離が外接円の半径の1.5倍以上であり、「○」と評価された。このことは、1組の多孔質部のそれぞれの外接円の中心間距離を外接円の半径の1.5倍以上にする(第7の条件を満たす)ことにより、接合部に生じるクラックの進展を、より確実に抑制できることを意味する。 As shown in FIG. 6, regarding the evaluation results regarding the bonding strength, in Samples 2-1 and 2-6, the center-to-center distance of the circumscribing circle was larger than twice the radius of the circumscribing circle and was evaluated as “Δ”. In −2 to 2-5, 2-7, and 2-8, the center-to-center distance of the circumscribed circle was not more than twice the radius of the circumscribed circle, and was evaluated as “◯”. This means that the distance between the centers of the circumscribing circles of the pair of porous portions is set to be twice the radius of the circumscribing circle or less (the sixth condition is satisfied), so that the joint portion is caused by the existence of the gap. Means that the bonding strength can be reduced. Further, regarding the evaluation results regarding crack suppression, in Samples 2-5 and 2-8, the center-to-center distance L of the circumscribing circle is less than 1.5 times the radius of the circumscribing circle, and it is evaluated as “Δ”. In Nos. 1 to 2-4, 2-6, and 2-7, the center-to-center distances of the circumscribing circles were 1.5 times or more the radius of the circumscribing circle, and were evaluated as “◯”. This means that when the distance between the centers of the circumscribing circles of the pair of porous parts is set to be 1.5 times or more the radius of the circumscribing circle (the seventh condition is satisfied), the progress of cracks generated in the joint part Is more reliably suppressed.
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。
B. Modification:
The technology disclosed in the present specification is not limited to the above-described embodiment, and can be modified into various forms without departing from the gist thereof, for example, the following modifications are also possible.
上記実施形態における静電チャック100の構成は、あくまで一例であり、種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、第1の部材および第2の部材として、板状の板状部材10やベース部材20を例示したが、板状以外の形状(例えば円筒状)の部材であってもよい。また、静電チャック100は、上記第2の条件から第7の条件の少なくとも1つを満たさなくてもよい。
The configuration of the
上記実施形態において、多孔質部32のZ軸方向視での形状は、円形状に限らす、例えば正方形状、矩形状など、他の形状であってもよい。また、上記実施形態において、複数の多孔質部32は、互いに離間していてもよい。また、接合部30に形成される隙間Mは、多孔質部32に囲まれた閉空間に限らず、一部が接合部30の外周面側に開放した開空間であってもよい。
In the above embodiment, the shape of the
上記実施形態では、板状部材10の内部にヒータ電極50が配置されているが、必ずしも板状部材10の内部にヒータ電極50が配置されている必要はない。また、上記実施形態では、ベース部材20に冷媒流路21が形成されているが、必ずしもベース部材20に冷媒流路21が形成されている必要はない。また、上記実施形態において、メタライズ層60を備えず、板状部材10と接合部30とがメタライズ層60を介さずに接合されている構成であってもよい。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、板状部材10の内部に1つのチャック電極40が設けられた単極方式が採用されているが、板状部材10の内部に一対のチャック電極40が設けられた双極方式が採用されてもよい。
In the embodiment described above, the monopolar method in which one
上記実施形態の静電チャック100における各部材の形成材料は、あくまで一例であり、任意に変更可能である。例えば、上記実施形態では、ベース部材20が、金属により形成されているが、ベース部材20が、金属以外の材料(例えば、樹脂材料、セラミックス)により形成されるとしてもよい。また、接合部30は、多孔質体であればよく、金属超微粒子以外の材料(例えば、樹脂、粒径が100nmより大きい金属粒子)により形成されたものでもよい。また、接合部30は、主成分とは異なる種類の金属ナノ粒子(Ag、Cu、Au、Pt、Pd)を微量添加してもよい。
The forming material of each member in the
また、接合部30が主成分としてAgナノ粒子を含む場合、Agと固相で相互拡散が生じやすい元素(状態図において相互に固溶相領域が多い元素 Ag、Cu、Au、Pt、Pb、Ni−Auフラッシュなど)を、メタライズ層60の最外層にすることが好ましい。また、上記実施形態において、ベース部材20がCuではなく、例えばFe系材料、Ti合金、Al合金により形成されている場合、同金属と接合部30に含まれるAgナノ粒子との相互拡散が起こりにくい。この場合、ベース部材20の上面S3にもメタライズ層を形成し、該メタライズ層と接合部との界面について、上述の第1の条件や第2の条件を満たすことが好ましい。
Further, when the
上記実施形態の静電チャック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。
The method of manufacturing the
本発明は、静電引力を利用してウェハWを保持する静電チャック100に限らず、セラミックスにより形成された第1の部材と、第2の部材と、多孔質体により形成された接合部とを備える他の接合体(例えば、真空チャック等)にも同様に適用可能である。
The present invention is not limited to the
10:板状部材 16,25,26,35,36:孔 20:ベース部材 21:冷媒流路 30:接合部 31:接合部前駆体 32:多孔質部 34:接続部分 40:チャック電極 50:ヒータ電極 60:メタライズ層 100:静電チャック 131:第1のガス流路孔 132:第2のガス流路孔 133:横流路 134:拡径部 140:ピン挿通孔 160:充填部材 C1,C2:外接円 L:中心間距離 M:隙間 O1,O2:中心 S1:吸着面 S2,S4,S5:下面 S3:上面 W:ウェハ
10: Plate-shaped
Claims (8)
第2の表面を有し、前記第2の表面が前記第1の部材の前記第1の表面側に位置するように配置され、前記第1の部材の材料の熱膨張率とは異なる熱膨張率を有する材料により形成された第2の部材と、
前記第1の部材の前記第1の表面と前記第2の部材の前記第2の表面との間に配置されて前記第1の部材と前記第2の部材とを接合する接合部と、
を備える接合体において、
前記接合部は、
前記第1の部材および前記第2の部材より気孔率が高い複数の多孔質部によって形成されており、かつ、
前記複数の多孔質部の少なくとも2つの多孔質部の間には、隙間が存在しており、前記隙間は、前記接合部の前記第1の方向の全長にわたって前記接合部の形成材料が連続的に存在せず、かつ、前記第1の方向に略垂直な少なくとも1つの断面における開口面積が前記多孔質部の気孔の開口面積より大きい、
ことを特徴とする接合体。 A first member having a first surface substantially perpendicular to the first direction;
A second surface, the second surface being arranged such that the second surface is located on the first surface side of the first member, the thermal expansion being different from the coefficient of thermal expansion of the material of the first member; A second member formed of a material having an index,
A joint portion arranged between the first surface of the first member and the second surface of the second member to join the first member and the second member,
In a joined body comprising
The joint is
Is formed by a plurality of porous parts having a higher porosity than the first member and the second member, and
A gap exists between at least two porous portions of the plurality of porous portions, and the gap is formed by continuously forming the material forming the joint portion over the entire length of the joint portion in the first direction. And the opening area in at least one cross section substantially perpendicular to the first direction is larger than the opening area of the pores of the porous portion,
A zygote characterized by that.
前記第1の部材の前記第1の表面と前記第2の部材の前記第2の表面とで面積が小さい方の対象表面のうち、前記第1の方向視で前記隙間と重なる重複領域の総面積は、前記対象表面の面積の0.5%以上である、
ことを特徴とする接合体。 The joined body according to claim 1,
Of the target surface having the smaller area between the first surface of the first member and the second surface of the second member, the total of overlapping regions overlapping the gap in the first direction view. The area is 0.5% or more of the area of the target surface,
A zygote characterized by that.
前記第1の部材の前記第1の表面と前記第2の部材の前記第2の表面とで面積が小さい方の対象表面のうち、前記第1の方向視で前記隙間と重なる重複領域の総面積は、前記対象表面の面積の50%以下である、
ことを特徴とする接合体。 In the joined body according to claim 1 or 2,
Of the target surface having the smaller area between the first surface of the first member and the second surface of the second member, the total of overlapping regions overlapping the gap in the first direction view. The area is 50% or less of the area of the target surface,
A zygote characterized by that.
前記少なくとも1つの断面において、前記複数の多孔質部のうち、少なくとも2つの多孔質部同士は、前記多孔質部より幅が狭い接続部分を介して結合している、
ことを特徴とする接合体。 The joined body according to any one of claims 1 to 3,
In the at least one cross section, at least two porous portions of the plurality of porous portions are connected to each other via a connecting portion having a width narrower than that of the porous portion.
A zygote characterized by that.
少なくとも1つの前記隙間は、前記少なくとも1つの断面において、全周にわたって前記多孔質部に囲まれている、
ことを特徴とする接合体。 The joined body according to any one of claims 1 to 4,
At least one of the gaps is surrounded by the porous portion over the entire circumference in the at least one cross section.
A zygote characterized by that.
前記少なくとも1つの断面において、少なくとも互いに隣り合う1組の多孔質部について、前記1組の多孔質部のそれぞれの外接円の中心間距離は、前記外接円の半径の2倍以下である、
ことを特徴とする接合体。 The joined body according to any one of claims 1 to 5,
In at least one cross section, at least for one set of porous parts adjacent to each other, the center-to-center distance of each circumscribed circle of each of the one set of porous parts is not more than twice the radius of the circumscribed circle.
A zygote characterized by that.
前記少なくとも1つの断面において、少なくとも互いに隣り合う1組の多孔質部について、前記1組の多孔質部のそれぞれの外接円の中心間距離は、前記外接円の半径の1.5倍以上である、
ことを特徴とする接合体。 The joined body according to any one of claims 1 to 6,
In at least one cross section, the distance between the centers of the circumscribed circles of at least one set of porous parts adjacent to each other is 1.5 times or more the radius of the circumscribed circle. ,
A zygote characterized by that.
前記第1の部材は、セラミックスにより形成されているセラミックス部材であり、
前記第2の部材は、金属により形成されているベース部材であり、
前記接合体は、静電チャックである、
ことを特徴とする接合体。 The joined body according to any one of claims 1 to 7,
The first member is a ceramic member made of ceramics,
The second member is a base member made of metal,
The bonded body is an electrostatic chuck,
A zygote characterized by that.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018210191A JP7278058B2 (en) | 2018-11-08 | 2018-11-08 | zygote |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018210191A JP7278058B2 (en) | 2018-11-08 | 2018-11-08 | zygote |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020075834A true JP2020075834A (en) | 2020-05-21 |
JP7278058B2 JP7278058B2 (en) | 2023-05-19 |
Family
ID=70723468
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018210191A Active JP7278058B2 (en) | 2018-11-08 | 2018-11-08 | zygote |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7278058B2 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01108173A (en) * | 1987-10-21 | 1989-04-25 | Hitachi Ltd | Thermal stress relaxing structure for bonded part between ceramic member and metallic member |
JP2010052015A (en) * | 2008-08-28 | 2010-03-11 | Nhk Spring Co Ltd | Method for producing different material-joined body and different material-joined body by the method |
JP2011241099A (en) * | 2010-05-14 | 2011-12-01 | Mitsubishi Materials Corp | Joined body of ceramics material and metallic material, and joining method |
JP2012091212A (en) * | 2010-10-28 | 2012-05-17 | Mitsubishi Materials Corp | Method for joining ceramics material and metallic material |
JP2012091974A (en) * | 2010-10-28 | 2012-05-17 | Mitsubishi Materials Corp | Joined body of ceramic material and metallic material and method for manufacturing the same |
WO2015133576A1 (en) * | 2014-03-07 | 2015-09-11 | 日本碍子株式会社 | Joined body manufacturing method and joined body |
-
2018
- 2018-11-08 JP JP2018210191A patent/JP7278058B2/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01108173A (en) * | 1987-10-21 | 1989-04-25 | Hitachi Ltd | Thermal stress relaxing structure for bonded part between ceramic member and metallic member |
JP2010052015A (en) * | 2008-08-28 | 2010-03-11 | Nhk Spring Co Ltd | Method for producing different material-joined body and different material-joined body by the method |
JP2011241099A (en) * | 2010-05-14 | 2011-12-01 | Mitsubishi Materials Corp | Joined body of ceramics material and metallic material, and joining method |
JP2012091212A (en) * | 2010-10-28 | 2012-05-17 | Mitsubishi Materials Corp | Method for joining ceramics material and metallic material |
JP2012091974A (en) * | 2010-10-28 | 2012-05-17 | Mitsubishi Materials Corp | Joined body of ceramic material and metallic material and method for manufacturing the same |
WO2015133576A1 (en) * | 2014-03-07 | 2015-09-11 | 日本碍子株式会社 | Joined body manufacturing method and joined body |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7278058B2 (en) | 2023-05-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6527084B2 (en) | Electrostatic chuck | |
JP5441020B1 (en) | Electrostatic chuck | |
US10410898B2 (en) | Mounting member | |
JP5988411B2 (en) | Sample holder | |
JP2011049196A (en) | Electrostatic chuck | |
WO2001062686A1 (en) | Aluminum nitride sintered compact, ceramic substrate, ceramic heater and electrostatic chuck | |
WO2001058828A1 (en) | Ceramic substrate for semiconductor production/inspection device | |
JP2003160874A (en) | Workpiece holder, susceptor for semiconductor manufacturing apparatus, and processing apparatus | |
JP6325424B2 (en) | Electrostatic chuck | |
JP2014130908A (en) | Electrostatic chuck | |
JP4005268B2 (en) | Bonding structure of ceramics and metal and intermediate insert used for this | |
EP3093882B1 (en) | Electronic circuit device | |
JP6392612B2 (en) | Electrostatic chuck | |
JP5214414B2 (en) | Connection part for semiconductor manufacturing apparatus and method for forming connection part for semiconductor manufacturing apparatus | |
JP4436575B2 (en) | Wafer support member and manufacturing method thereof | |
JP2010114351A (en) | Electrostatic chuck apparatus | |
JP7278058B2 (en) | zygote | |
JP3359582B2 (en) | Electrostatic chuck | |
WO2019230031A1 (en) | Method for manufacturing holding device and holding device | |
TWI797652B (en) | Joint body, holding device and electrostatic chuck | |
JP7249759B2 (en) | zygote | |
JP7202852B2 (en) | electrostatic chuck | |
JP5642722B2 (en) | Connection part for semiconductor manufacturing apparatus and method for forming connection part for semiconductor manufacturing apparatus | |
JP7551827B1 (en) | Retaining device | |
JP7551828B1 (en) | Retaining device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20211005 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220712 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220802 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220921 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20221213 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230125 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230418 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230509 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7278058 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |