JP3266563B2 - 窒化アルミニウム質セラミックヒータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、窒化アルミニウム
質セラミックス中に抵抗発熱体を埋設してなる窒化アル
ミニウム質セラミックヒータに関するものであり、例え
ば、各種燃焼機器の点火用ヒータ、各種加熱機器や測定
機器の加熱用ヒータとして使用されるものであり、特
に、半導体装置の製造工程におけるプラズマＣＶＤ、減
圧ＣＶＤ、光ＣＶＤ、ＰＶＤなどの成膜装置やプラズマ
エッチング、光エッチングなどのエッチング装置に使用
される半導体ウエハを５００℃以上の高温に加熱するた
めの加熱用ヒータとして好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体装置の製造工程で使用され
るプラズマＣＶＤ、減圧ＣＶＤ、光ＣＶＤ、ＰＶＤなど
の成膜装置や、プラズマエッチング、光エッチングなど
のエッチング装置においては、半導体ウエハ（以下、ウ
エハと称す。）を支持しつつ各種処理温度に加熱するた
めの加熱用ヒータとして、抵抗発熱体を内蔵したステン
レスヒータが使用されていた。

【０００３】しかしながら、これら成膜装置やエッチン
グ装置ではデポジッション用ガス、エッチング用ガス、
クリーニング用ガスとして塩素系やフッ素系の腐食性ガ
スが使用され、これらの腐食性ガスにステンレスヒータ
が曝されると腐食摩耗し、パーティクルが発生するとい
う問題点があった。

【０００４】そこで、このような問題点を解消する加熱
用ヒータとして、腐食性ガスに対する耐食性に優れると
ともに、セラミックスの中でも高い熱伝達特性を有する
窒化アルミニウム質セラミックス中にタングステンやモ
リブデンなどの高融点金属からなる抵抗発熱体を埋設し
た窒化アルミニウム質セラミックヒータが提案されてい
る（特開平４−１０１３８１号公報参照）。

【０００５】また、このような窒化アルミニウム質セラ
ミックヒータには、抵抗発熱体へ通電するための給電端
子が設けてあり、該給電端子の接合は、窒化アルミニウ
ム質セラミックスに抵抗発熱体と連通する凹部を穿設
し、該凹部に露出する抵抗発熱体の電極取出部とすると
ともに、この電極取出部を含む凹部の内壁面に銀を主体
とするロウ材でもって給電端子をロウ付けしたものがあ
った。

【０００６】また、この種のセラミックヒータには、各
種装置のチャンバー内に設置するための筒状支持体が設
けてあり、この筒状支持体によって給電端子の接合部が
腐食性ガスに曝されることを防ぐようにしたものがあっ
た（特開平５−９７４０号公報参照）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ウエハに成
膜する薄膜の材質としては、これまでＷ膜が使用されて
いたが、近年、膜材質の多様化によりＴｉ膜、ＳｉＯ₂
膜、ＷＳｉｘ膜が使用されるようになり、それに伴いこ
れまで処理温度が４００℃程度であったものが５００℃
〜９００℃の処理温度で成膜することが要求されてい
る。

【０００８】ところが、給電端子の接合部は高温に加熱
された状態で大気に曝されることになるため、処理温度
が５００℃以上と高くなると、窒化アルミニウム質セラ
ミックス中の抵抗発熱体が酸化され、抵抗値が変化した
り断線するといった課題があった。これは給電端子を接
合する銀を主体とするロウ材の融点が７８０℃程度と低
く、また、耐酸化性がそれほど高くないため、大気中の
酸素がロウ材中を拡散し、セラミックスの凹部に露出す
る電極取出部まで酸素が到達して窒化アルミニウム質セ
ラミックス中の抵抗発熱体を酸化させていた。

【０００９】その為、この窒化アルミニウム質セラミッ
クヒータでは５００℃以上の温度にウエハを均一に加熱
することができず、ウエハ上に精度良く薄膜を形成する
ことができなかった。

【００１０】また、処理温度が５００℃以上となると、
加熱、冷却の繰り返しに伴う熱サイクルによって窒化ア
ルミニウム質セラミックスと銀を主体とするロウ材との
間の熱膨張差による熱応力が大きくなり、窒化アルミニ
ウム質セラミックスにクラックが発生して抵抗発熱体を
断線させるという課題もあった。

【００１１】

【発明の目的】本発明の目的は、窒化アルミニウム質セ
ラミックス中に抵抗発熱体を埋設してなるセラミックヒ
ータにおいて、５００℃以上の高温に急速昇温させるこ
とができるとともに、繰り返し５００℃以上の高温に発
熱させても窒化アルミニウム質セラミックスの破損、さ
らには抵抗発熱体の抵抗変化や断線を生じることのない
耐久性に優れた窒化アルミニウム質セラミックヒータを
提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】そこで、本件発明者は、
抵抗発熱体を埋設する窒化アルミニウム質セラミックヒ
ータにおいて、給電端子の接合部における信頼性を高め
るために、ロウ材中の酸素拡散が殆どなく、５００℃以
上の温度でも充分な強度が得られるロウ材について鋭意
研究を重ねたところ、ロウ材の組成として金、ニッケ
ル、バナジウムを基本成分として含有するものを用いれ
ば、給電端子の接合部における信頼性を大幅に向上させ
ることができることを突き止めた。

【００１３】即ち、本発明は、抵抗発熱体を埋設してな
る窒化アルミニウム質セラミックスに給電端子をロウ材
でもってロウ付けし、上記抵抗発熱体の端部に給電端子
を電気的に接続してなる窒化アルミニウム質セラミック
ヒータにおいて、上記ロウ材として、金、ニッケル、バ
ナジウムを基本成分として含有し、ロウ材中における金
とニッケルの合計含有量が４８．５〜９９．９重量％で
かつバナジウムの含有量が０．１〜１２重量％であると
ともに、上記金とニッケルの合計含有量を１００重量％
とした時のニッケルの含有量が５〜３５重量％であるロ
ウ材を用い、ロウ付け後のロウ材の厚み幅を１５〜１８
０μｍとし、かつ上記ロウ材中のバナジウムと上記窒化
アルミニウム質セラミックスとの反応により窒化バナジ
ウムを生成させたことを特徴とする。

【００１４】本発明の窒化アルミニウム質セラミックヒ
ータは、給電端子を金、ニッケル、バナジウムを基本成
分として含有するロウ材によりロウ付け固定したことを
特徴とするものであり、上記ロウ材は基本成分である
金、ニッケル、バナジウムのみから構成されたものを含
むことは勿論のこと、上記基本成分以外に他の成分とし
て銀や銅などのロウ材成分を含んだものであっても構わ
ない。

【００１５】本発明において、バナジウムは高温、高真
空中で活性金属として作用し、ロウ材と窒化アルミニウ
ム質セラミックスとを強固に接合させることができる。
接合強度を高められる理由としては、ロウ材中のバナジ
ウムが窒化アルミニウム質セラミックスと反応して窒化
バナジウムを生成し、この窒化バナジウムの生成により
窒化アルミニウム質セラミックスとの接合強度を高める
ことができるからである。

【００１６】ただし、ロウ材中におけるバナジウムの含
有量が０．１重量％未満では十分な接合強度を得ること
ができず、逆に１２重量％を超えると著しく耐酸化性能
が劣化する。これはバナジウムが酸素との反応性が非常
に高いからであり、多量に含有させると空気中の酸素と
反応し易くなるからである。

【００１７】その為、ロウ材中のバナジウムの含有量
は、０．１〜１２重量％の範囲で含有することが必要が
あり、好ましくは０．１〜９．１重量％の範囲が良い。

【００１８】また、金は高温での耐酸化性に優れた材料
であり、ロウ材として一般的に知られた材料である。た
だし、金だけでは、窒化バナジウムとの十分な濡れ性を
示さず、また濡れたとしても窒化アルミニウム質セラミ
ックスとの界面から窒化バナジウムと酸素が反応して酸
化バナジウムが形成されることによりロウ材が剥離す
る。

【００１９】そこで、本発明では金以外にニッケルを含
有させることにより窒化バナジウムとの濡れ性を高めて
接合強度を向上させるとともに、５００℃以上の高温に
おいても大気中の酸素との反応を防止できるようにした
ものである。

【００２０】このような効果を得るためには、ロウ材中
における金とニッケルの合計含有量を４８．５〜９９．
９重量％とするとともに、金とニッケルの合計含有量を
１００重量％とした時のニッケルの含有量を５〜３５重
量％とすることが重要である。

【００２１】これは、ロウ材中における金とニッケルの
合計含有量が４８．５重量％未満となると、耐酸化性に
優れた金−ニッケル成分の含有量が少なすぎるために、
大気中の酸素がロウ材中を拡散し易くなり、抵抗発熱体
を酸化させるからであり、金とニッケルの合計含有量が
９９．９重量％より多くなると、基本成分として添加す
るバナジウムの含有量が少なくなるために十分な接合強
度が得られないからである。

【００２２】また、ニッケルの含有量が、金とニッケル
の合計含有量１００重量％に対して５重量％未満である
と、窒化バナジウムと十分な濡れ性を示さず、耐酸化性
を得ることができないからであり、逆に、３５重量％よ
り多くなると、ロウ材のヤング率が大きくなり、セラミ
ックヒータの発熱に伴って発生する熱応力（ロウ材の熱
膨張率と窒化アルミニウム質セラミックスの熱膨張率の
差により発生する応力）を緩和することができず、その
ためにロウ材の界面から窒化アルミニウム質セラミック
スにクラックが発生するからである。

【００２３】なお、これらロウ材を構成する組成につい
ては蛍光Ｘ線法によりそれぞれ測定すれば良い。

【００２４】さらに、抵抗発熱体を埋設してなる窒化ア
ルミニウム質セラミックスに給電端子をロウ付けする際
のロウ材の厚み幅は１５〜１８０μｍ、好ましくは２０
〜１００μｍの範囲が良い。これは、ロウ材の厚み幅が
１５μｍ未満では耐酸化性が著しく悪くなり、逆に１８
０μｍを超えると窒化アルミニウム質セラミックスとの
熱膨張差により発生する熱応力を緩和しきれずにロウ材
の界面から窒化アルミニウム質セラミックスにクラック
が発生してロウ材が剥離するからである。

【００２５】ところで、本発明の窒化アルミニウム質セ
ラミックヒータを構成する窒化アルミニウム質セラミッ
クスとしては、純度が９９．８％以上である高純度の窒
化アルミニウム質セラミックスや、焼結助剤としてＹ₂
Ｏ₃ あるいはＥｒ₂ Ｏ₃ などの希土類元素の酸化物を１
〜９重量％の範囲で含む窒化アルミニウム質セラミック
スを用いることができる。上記高純度の窒化アルミニウ
ム質セラミックスは、熱伝導率が５０Ｗ／ｍ・ｋ以上、
高いものでは８０Ｗ／ｍ・ｋ以上を有するとともに、フ
ッ素系や塩素系の腐食性ガスに対して優れた耐食性を有
し、また、焼結助剤を含有する窒化アルミニウム質セラ
ミックスにあっては、熱伝導率が１００Ｗ／ｍｋ以上、
高いものでは１５０Ｗ／ｍｋ以上を有し、発熱部の温度
分布をより均一にすることができる。

【００２６】また、これら窒化アルミニウム質セラミッ
クス中に埋設する抵抗発熱体としては、タングステン
（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、レニウム（Ｒｅ）、白金
（Ｐｔ）等の高融点金属又はこれらの合金のほか、タン
グステンカーバイト（ＷＣ）や窒化チタン（ＴｉＮ）な
どの周期律表第４ａ族元素、第５ａ族元素、第６ａ族元
素の炭化物又は窒化物を用いることができる。

【００２７】さらに、窒化アルミニウム質セラミックヒ
ータの形状としては、円板状や棒状、円筒状、長尺状な
どどのような形状をしたものでも構わず、また、窒化ア
ルミニウム質セラミックス中に埋設する抵抗発熱体の状
態としては、線材でも良いし膜状に印刷等の手段でもっ
て形成したものであっても構わない。

【００２８】このような窒化アルミニウム質セラミック
ヒータを製造する方法としては、窒化アルミニウム粉末
に対し、必要に応じて各種助剤成分を添加するととも
に、バインダーと溶媒を添加混練して泥漿を作製し、ド
クターブレード法などのテープ成形法にてグリーンシー
トを複数枚製作する。このうち１枚のグリーンシートに
抵抗発熱体をなす導体ペーストをスクリーン印刷機など
にて所定のパターン形状に敷設したあと、他のグリーン
シートを積層し熱圧着して一体化することによりグリー
ンシート積層体を作製する。そして、このグリーンシー
ト積層体を窒素などの非酸化性雰囲気中にて１８００〜
２１００℃の温度で焼成することにより、抵抗発熱体を
埋設した窒化アルミニウム質セラミックスを形成する。

【００２９】また、抵抗発熱体を埋設した窒化アルミニ
ウム質セラミックスを形成する他の方法として、窒化ア
ルミニウム粉末に対し、必要に応じて各種助剤成分を添
加するとともに、バインダーと溶媒を添加混合したあと
スプレードライヤーにて造粒して顆粒を製作し、この顆
粒を一軸加圧成形法や等加圧成形法にて抵抗発熱体が埋
設される凹部を備えた成形体を成形し、該成形体の凹部
に線材からなる抵抗発熱体を載置したあと、この抵抗発
熱体を埋めるように上記顆粒を充填してさらに一軸加圧
成形法や等加圧成形法にて抵抗発熱体を埋設してなる成
形体を形成する。そして、この成形体を窒素など非酸化
性雰囲気中にて１８００〜２１００℃の温度で焼成する
ことにより、抵抗発熱体を埋設した窒化アルミニウム質
セラミックスを形成することもできる。

【００３０】しかるのち、得られた窒化アルミニウム質
セラミックスにドリルなどで抵抗発熱体に連通する凹部
を穿設し、凹部に露出する抵抗発熱体の端部を電極取出
部とするか、あるいは研削加工によりセラミックスの一
部を削って抵抗発熱体の端部を露出させ、その露出部を
電極取出部とする。

【００３１】一方、ロウ材として、金、ニッケル、バナ
ジウムに対し、必要に応じて銀や銅を添加するととも
に、バインダーと溶媒を添加混合してロウ材ペーストを
製作する。なお、上記金、ニッケル、バナジウムの割合
は、バナジウムを除く金属の合計含有量を１００重量％
とした時のバナジウムの含有量が０．１〜１４重量％で
かつ金とニッケルの合計含有量が７０重量％以上である
とともに、金とニッケルの合計含有量を１００重量％と
した時のニッケルの含有量が５〜３５重量％となるよう
にする。

【００３２】そして、前記窒化アルミニウム質セラミッ
クスの電極取出部を含むセラミックスの表面に上記ロウ
材ペーストを塗布し、さらに給電端子を載せた状態で９
００℃以上の温度で加熱してロウ付けすることにより製
造することができる。

【００３３】また、他のロウ付け方法として、電極取出
部を含むセラミックスの表面に、前記ロウ材ペーストを
塗布し熱処理を加えることによりメタライズ層を形成
し、このメタライズ層と給電端子とを金−ニッケルを主
体とするロウ材で接合することもできる。この場合、メ
タライズ層は上記ロウ材と同一の基本成分を含有するも
のを用いれば良く、メタライズ層を含むロウ材の組成が
上記範囲内にあれば良い。

【００３４】かくして、本発明の窒化アルミニウム質セ
ラミックヒータを用いれば、５００℃以上の高温に急速
昇温することができるとともに、繰り返し５００℃以上
の高温に発熱させても熱応力に伴う窒化アルミニウム質
セラミックスの破損がなく、また、抵抗発熱体の酸化を
防ぐことができるため、抵抗値が変化したり断線するこ
とがなく、長期使用が可能な耐久性に優れた窒化アルミ
ニウム質セラミックヒータとすることができる。しか
も、窒化アルミニウム質セラミックスはフッ素系や塩素
系の腐食性ガスに対して優れた耐食性を有することか
ら、半導体装置の製造工程における成膜装置やエッチン
グ装置に使用される加熱用ヒータとして好適に用いるこ
とができる。

【００３５】

【発明の実施形態】以下、本発明の実施形態について説
明する。

【００３６】図１は本発明の窒化アルミニウム質セラミ
ックヒータ１を示す斜視図、図２は図１のＸ−Ｘ線断面
図である。

【００３７】図１，２に示す窒化アルミニウム質セラミ
ックヒータ１は、半導体装置の製造工程における成膜装
置やエッチング装置に使用されるサセプタと呼ばれてい
るもので、円盤状をした緻密な窒化アルミニウム質セラ
ミック体２中にタングステンからなる膜状の抵抗発熱体
４を埋設してなり、上記セラミック体２の上面をウエハ
Ｗの載置面３としてある。

【００３８】また、セラミック体２の下面には、上記抵
抗発熱体４に連通する凹部６を穿設してあり、該凹部６
に露出する抵抗発熱体４を電極取出部４ａとし、この凹
部６にＦｅ−Ｃｏ−Ｎｉ合金（商品名：コバール）から
なる給電端子５を挿入するとともに、金、ニッケル、バ
ナジウムを基本成分として含有し、ロウ材中における金
とニッケルの合計含有量が４８．５〜９９．９重量％で
かつバナジウムの含有量が０．１〜１２重量％であると
ともに、上記金とニッケルの合計含有量を１００重量％
とした時のニッケルの含有量が５〜３５重量％であるロ
ウ材７によってロウ付けしてある。

【００３９】その為、この窒化アルミニウム質セラミッ
クヒータ１の載置面３にウエハＷを配置し、給電端子５
に通電して抵抗発熱体４を発熱させれば、セラミック体
２が高熱伝導率を有する窒化アルミニウム質セラミック
スからなるため、載置面３に支持したウエハＷを均一に
加熱することができるとともに、載置面３を５００℃以
上に発熱させても抵抗発熱体４の酸化が少ないことか
ら、抵抗値が変化したり断線するようなことはなく、加
熱、冷却を繰り返しても長期間にわって使用することが
できる。

【００４０】（実施例１）そこで、図１に示す本発明の
窒化アルミニウム質セラミックヒータと、比較例として
本発明とは組成の異なるロウ材を用いた窒化アルミニウ
ム質セラミックヒータを用意し、給電端子５の接合部の
温度が８５０℃となるように電圧を印加して連続通電し
た時の耐久性について調べる実験を行った。

【００４１】本実験では、いずれのセラミックヒータ１
も給電端子５の接合を図２に示すような構造とし、その
ロウ付け方法は、各種ロウ材成分に対してバインダーに
エチルセルロースを、溶剤にテルピネオールを用いてロ
ウ材ペーストを作製したあと、このロウ材ペーストを電
極取出部４ａを含む窒化アルミニウム質セラミックス２
の凹部６の内壁面に塗布し、１０５０℃、１０^-5Ｔｏｒ
ｒの真空中で１０分間保持することによりメタライズ層
を形成した。そして、ニッケル被覆したＦｅ−Ｃｏ−Ｎ
ｉ合金（商品名：コバール）製の給電端子５にも上記ロ
ウ材ペーストを塗布し、窒化アルミニウム質セラミック
ス２の凹部６に挿入して１０５０℃の温度にて加熱する
ことによりロウ材７を介してロウ付け固定した。なお、
窒化アルミニウム質セラミックス２には純度が９９．８
％の高純度のものを用いた。

【００４２】そして、給電端子５の接合部の温度が８５
０℃となるように電圧を印加した状態で連続通電し、１
０時間後、５０時間後、２００時間後における抵抗発熱
体４の断線の有無を調べた。

【００４３】各ロウ材７の組成とそれぞれの結果は表１
に示す通りである。

【００４４】

【表１】

【００４５】この結果、従来のようにロウ材７が銀を主
体とするロウ材からなるものでは、１０時間以内に抵抗
発熱体４の酸化に伴う断線を生じた。

【００４６】また、ロウ材７が金を主体とするロウ材で
あってもニッケルやバナジウムを含まないものでは、１
０時間以内に抵抗発熱体４の酸化に伴う断線を生じた。

【００４７】これに対し、本発明のようにロウ材７が
金、ニッケル、バナジウムを基本成分として含むロウ材
からなるものは、２００時間の連続加熱においても抵抗
発熱体４に抵抗変化が見られなかった。

【００４８】このことから、ロウ材７に、金、ニッケ
ル、バナジウムを基本成分として含むロウ材を用いれ
ば、５００℃以上の高温に加熱しても抵抗発熱体４の酸
化が殆どなく、窒化アルミニウム質セラミックヒータ１
の寿命を高められることが判る。 （実施例２）次に、ロウ材７として、その構成元素が
金、ニッケル、バナジウムの基本成分のみからなるもの
と、上記基本成分に銀、銅、パラジウムのいずれか１種
以上を含んだものを用意し、金とニッケルの合計含有量
及び金とニッケルの合計含有量を１００重量％とした時
のニッケルの含有量を変化させて実施例１と同様の条件
にて抵抗発熱体４の断線の有無を調べた。ロウ材７の組
成及びそれぞれの結果は表２に示す通りである。

【００４９】

【表２】

【００５０】この結果、試料Ｎｏ．９では、金とニッケ
ルの合計含有量が４８．５重量％未満であるため、耐酸
化性をそれほど高めることができず、２００時間以内に
抵抗発熱体４の酸化に伴う断線が発生した。

【００５１】また、試料Ｎｏ．１では、金とニッケルの
合計含有量が４８．５重量％以上であるものの、金とニ
ッケルの合計含有量を１００重量％とした時のニッケル
の含有量が５重量％未満であるために、耐酸化性が著し
く悪く、１０時間以内に抵抗発熱体４の酸化に伴う断線
が発生した。

【００５２】さらに、試料Ｎｏ．５，１３では、金とニ
ッケルの合計含有量が４８．５重量％以上であるもの
の、金とニッケルの合計含有量を１００重量％とした時
のニッケルの含有量が３５重量％より多いため、窒化ア
ルミニウム質セラミックス２にクラックが発生した。

【００５３】これに対し、試料Ｎｏ．２〜４、６〜８及
び１０〜１２は、いずれも金とニッケルの合計含有量が
４８．５〜９９．９重量％の範囲にあるとともに、金と
ニッケルの合計含有量を１００重量％とした時のニッケ
ルの含有量が５〜３５重量％の範囲にあるため、２００
時間の連続加熱においても抵抗発熱体４に抵抗変化が見
られなかった。

【００５４】このことから、ロウ材７中における金とニ
ッケルの合計含有量は４８．５〜９９．９重量％とする
とともに、ニッケルの含有量は、金とニッケルの合計含
有量１００重量％に対して５〜３５重量％の範囲で含有
すれば良いことが判る。

【００５５】（実施例３）次に、ロウ材７の構成元素を
金、ニッケル、バナジウムのみとし、バナジウムの含有
量を変化させ、給電端子５の接合部の温度が８５０℃と
なるように加熱した状態で連続通電し、１０時間後、５
０時間後、２００時間後における抵抗発熱体４の断線の
有無を調べた。

【００５６】ロウ材７の組成及びそれぞれの結果は表３
に示す通りである。

【００５７】

【表３】

【００５８】この結果、バナジウムの含有量が０．１重
量％未満では、窒化アルミニウム質セラミックス２上で
ロウ材が玉のように丸まり、均一なロウ材７を形成する
ことができず、逆に、バナジウムの含有量が１２重量％
より多くなると耐酸化性能が悪くなり、５０時間以内に
抵抗発熱体４が断線してしまった。また、この時の給電
端子５の接合部を観察すると、バナジウムの酸化のため
に窒化アルミニウム質セラミックス２の表面に酸化バナ
ジウムの黄色い飛散が見られた。

【００５９】このことから、ロウ材７中におけるバナジ
ウムの含有量は、０．１〜１２重量％の範囲で含有すれ
ば良いことが判る。

【００６０】（実施例４）さらに、ロウ材の構成元素を
金、ニッケル、バナジウムのみとし、ロウ材の厚み幅を
変化させて給電端子の接合部の温度が８５０℃となるよ
うに加熱した状態で連続通電し、１０時間後、５０時間
後、２００時間後における抵抗発熱体の断線の有無を調
べた。

【００６１】本実験では、図３に示すように窒化アルミ
ニウム質セラミックス１２の凹部１６の底面付近に厚み
幅ｔの異なるロウ材１７を形成するとともに、凹部１６
の開口部近傍に雌ねじ１６ａを設け、該雌ねじ１６ａに
雄ねじ１５ａを有する給電端子１５を螺合し、給電端子
１５と予め凹部１６内に形成したロウ材１７とを接触さ
せることで電気的に接合するようにした。

【００６２】なお、給電端子１６には、酸化を防ぐこと
と、ロウ材１７との接触抵抗を少なくするために金メッ
キ処理を施したものを使用した。また、ロウ材１７には
金、ニッケル、バナジウムからなり、バナジウムを除く
金とニッケルの合計含有量を１００重量％とした時のバ
ナジウムの含有量が３重量％でかつ金とニッケルの合計
含有量を１００重量％とした時のニッケルの含有量が１
８重量％であるロウ材を用いた。

【００６３】ロウ材１７の厚み幅ｔ及びそれぞれの結果
は表４に示す通りである。

【００６４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、抵抗発
熱体を埋設してなる窒化アルミニウム質セラミックスに
給電端子をロウ材でもってロウ付けし、上記抵抗発熱体
の端部に給電端子を電気的に接続してなる半導体ウエハ
加熱用窒化アルミニウム質セラミックヒータにおいて、
上記ロウ材として、金、ニッケル、バナジウムを基本成
分として含有し、ロウ材中における金とニッケルの合計
含有量が４８．５〜９９．９重量％でかつバナジウムの
含有量が０．１〜１２重量％であるとともに、上記金と
ニッケルの合計含有量を１００重量％とした時のニッケ
ルの含有量が５〜３５重量％であるロウ材を用い、ロウ
付け後のロウ材の厚み幅を１５〜１８０μｍとし、かつ
上記ロウ材中のバナジウムと上記窒化アルミニウム質セ
ラミックスとの反応により窒化バナジウムを生成させた
ことによって、５００℃以上の高温に発熱させても抵抗
発熱体の酸化が殆どないことから抵抗値が変化したり断
線することがなく、また、窒化アルミニウム質セラミッ
クスとの熱膨張差に伴う熱応力を緩和することができる
ため、高温に急速昇温したり繰り返し熱サイクルが加わ
ったとしても窒化アルミニウム質セラミックスの破損を
防ぐことができる耐久性に優れた半導体ウエハ加熱用窒
化アルミニウム質セラミックヒータとすることができ
る。

【００６５】この結果、ロウ材１７の厚み幅ｔが１５μ
ｍ未満では耐酸化性能が劣るために抵抗発熱体１４が２
００時間以内に断線し、ロウ材１７の厚み幅ｔが１８０
μｍより大きくなると窒化アルミニウム質セラミックス
１２にクラックが発生した。このことから、ロウ材１７
の厚み幅ｔは１５〜１８０μｍの範囲が良く、さらに好
ましくは３０〜１８０μｍの範囲が良いことが判る。

【００６６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、抵抗発
熱体を埋設してなる窒化アルミニウム質セラミックスに
給電端子をロウ材でもってロウ付けし、上記抵抗発熱体
の端部をなす電極取出部と給電端子とを電気的に接続し
てなる窒化アルミニウム質セラミックヒータにおいて、
上記ロウ材は金、ニッケル、バナジウムを基本成分とし
て含有し、ロウ材中における金とニッケルの合計含有量
を４８．５〜９９．９重量％とするとともに、バナジウ
ムの含有量を０．１〜１２重量％とし、かつ上記金とニ
ッケルの合計含有量を１００重量％とした時のニッケル
の含有量を５〜３５重量％とすることにより、５００℃
以上の高温に発熱させても抵抗発熱体の酸化が殆どない
ことから抵抗値が変化したり断線することがなく、ま
た、窒化アルミニウム質セラミックスとの熱膨張差に伴
う熱応力を緩和することができるため、高温に急速昇温
したり繰り返し熱サイクルが加わったとしても窒化アル
ミニウム質セラミックスの破損を防ぐことができる耐久
性に優れた窒化アルミニウム質セラミックヒータとする
ことができる。

【００６７】しかも、本発明の窒化アルミニウム質セラ
ミックスは、フッ素や塩素などの腐食性ガスに対して優
れた耐食性を有することから、例えば、半導体装置の製
造工程における成膜装置やエッチング装置に使用される
加熱用ヒータとして好適に用いることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の窒化アルミニウム質セラミックヒータ
を示す斜視図である。

【図２】図１のＸ−Ｘ線断面図である。

【図３】実験で使用する窒化アルミニウム質セラミック
ヒータを示す断面図である。

【符号の説明】

１・・・窒化アルミニウム質セラミックヒータ ２・・・窒化アルミニウム質セラミックス ３・・・載置面 ４・・・抵抗発熱体 4a・・・電極取出部 ５・・・給電端子 ６・・・凹部 ７・・・ロウ材 Ｗ・・・ウエハ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】抵抗発熱体を埋設してなる窒化アルミニウ
   ム質セラミックスに給電端子をロウ材でもってロウ付け
   し、上記抵抗発熱体の端部に給電端子を電気的に接続し
   てなるセラミックヒータにおいて、上記ロウ材は金、ニ
   ッケル、バナジウムを基本成分として含有してなり、ロ
   ウ材中における金とニッケルの合計含有量が４８．５〜
   ９９．９重量％でかつバナジウムの含有量が０．１〜１
   ２重量％であるとともに、上記金とニッケルの合計含有
   量を１００重量％とした時のニッケルの含有量が５〜３
   ５重量％であり、ロウ付け後のロウ材の厚み幅が１５〜
   １８０μｍでかつ上記ロウ材中のバナジウムと上記窒化
   アルミニウム質セラミックスとの反応により窒化バナジ
   ウムが生成されていることを特徴とする窒化アルミニウ
   ム質セラミックヒータ。