JP4762064B2 - Bonded body, wafer support member using the same, and wafer processing method - Google Patents

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本発明は、セラミック部材と金属−セラミック複合部材との接合体に関、さらに半導体チップの製造に使用する成膜装置やエッチング装置において半導体ウェハを保持するウェハ支持部材として、特にウェハ載置面に載置されたウェハを保持したり加熱したりしながらプラズマ下にて処理するための静電チャックまたはヒータ付き静電チャックに関する。
The present invention, a ceramic member and metal - and about the joined body of the ceramic multi engagement member, further a wafer support member for holding the semiconductor wafer in the deposition apparatus or an etching apparatus used in the manufacture of semiconductor chips, placing particular wafer with or heating or holds the placed wafer surface about the electrostatic chuck or electrostatic chuck with a heater for processing under plasma.

半導体デバイスを製造する半導体ウェハ(以下、ウェハという)の処理工程であるPVD、CVD、スパッタリング、SOD、SOG等の成膜工程やエッチング工程では、被処理物であるウェハに均一な厚みで均質な膜を成膜することや、成膜した膜に均一な深さでエッチングを施す加工処理が重要である。このため、ウェハ支持部材としてウェハを加工処理する際にウェハを強固に保持するためにウェハ支持部材の内部またはウェハ載置面とは反対側の面に静電吸着用電極を配して、この静電吸着用電極に電圧を印加することによりジョンソン−ラーベック力やクーロン力を発現させてウェハを載置面に吸着する静電チャックの機能を有するウェハ支持部材がある。   In film forming processes and etching processes such as PVD, CVD, sputtering, SOD, and SOG, which are processing processes for semiconductor wafers (hereinafter referred to as wafers) for manufacturing semiconductor devices, the wafers to be processed are uniform and uniform in thickness. It is important to form a film and to perform a processing process for etching the formed film at a uniform depth. For this reason, in order to hold the wafer firmly when processing the wafer as the wafer support member, an electrostatic chucking electrode is arranged on the inside of the wafer support member or on the surface opposite to the wafer mounting surface. There is a wafer support member having a function of an electrostatic chuck that applies a voltage to an electrostatic chucking electrode to develop a Johnson-Rahbek force or a Coulomb force to attract the wafer to a mounting surface.

また、ウェハ支持部材としてウェハを均一な温度に加熱するためにウェハ支持部材の内部またはウェハ載置面とは反対側の面に発熱用の電極を配してウェハを加熱する機能を有するヒータや、静電チャックに発熱用の電極を内蔵し、ウェハを吸着する力を有すると共にウェハを均一に加熱できる静電チャックがある。   Further, in order to heat the wafer to a uniform temperature as a wafer support member, a heater having a function of heating the wafer by disposing an electrode for heating on the inside of the wafer support member or on the surface opposite to the wafer mounting surface, There is an electrostatic chuck in which an electrode for heat generation is built in the electrostatic chuck, has a force to attract the wafer, and can uniformly heat the wafer.

また、板状セラミック部材の一方の主面をウェハを支持する吸着面とし、板状セラミック部材のウェハ吸着面とは反対側の面に金属−セラミック複合部材からなる板状体を接合して、この金属−セラミック複合部材を冷媒等で冷やし、プラズマ下で処理される際にウェハに発生する熱を速やかにウェハ支持部材の外に排出することが要求されてきた。
Also, one of the main surfaces of the plate-shaped ceramic member and a suction surface for supporting the wafer, a metal on the surface opposite to the wafer chucking surface of the plate-shaped ceramic member - ceramic planar body joined consisting double coupling member Te, the metal - ceramic cooled click the double engagement member by the refrigerant or the like, to be discharged out of the rapidly wafer support member heat generated in the wafer have been required when processed under plasma.

金属−セラミック複合部材を板状セラミック部材のウェハ載置面とは反対側の面に接合した静電チャックの例としては、図5に断面図で示すように、静電吸着用電極52を埋設した板状セラミック焼結体部材51と、セラミックスとアルミニウムとの複合材プレート55(金属セラミック複合部材)とを接合層54で接合した静電チャックステージ50が開示されている(特許文献1を参照。)。
特開平10−32239号公報
Metal - Examples of the electrostatic chuck joined to a surface opposite to the wafer mounting surface of the ceramic multi engagement member plate-like ceramic member, as shown in cross section in FIG. 5, the electrostatic attraction electrode 52 a plate-shaped ceramic sintered body member 51 which is embedded a composite plate 55 of ceramics and aluminum (metal - ceramic multi engagement member) and the electrostatic chuck stage 50 joined with the bonding layer 54 has been disclosed (See Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 10-32239

しかしながら、従来の技術のセラミック部材と金属−セラミック複合部材との接合体では、プラズマによりウェハに成膜またはエッチングを施す際に、図5に示す接合層54の周囲の露出部がプラズマに晒されて、セラミック部材と金属−セラミック複合部材との接合層54が浸食されて、最悪の場合、セラミック部材と金属−セラミック複合部材との接合部がこの接合層54から剥がれるといったダメージを受ける虞があった。
However, conventional ceramic member and metal technology - The bonded body of the ceramic multi engagement member, when forming a film or etching the wafer by the plasma, the exposed portion of the periphery of the bonding layer 54 shown in FIG. 5 is a plasma exposed, the ceramic member and the metal - bonding layer 54 of the ceramic multi engagement member is eroded, the worst case, the ceramic member and the metal - the junction of the ceramic multi engagement member such detached from the bonding layer 54 There was a risk of damage.

図6に断面図で示すように、セラミック部材61と金属−セラミック複合部材65の接合体60では、ロウ材層63の中心部に最大剪断応力発生部位Gが発生する。この最大剪断応力発生部位がプラズマで浸食されると図6のGの部分で示すように浸食傷が発生し、その浸食傷が非常に鋭利な傷となるために最大剪断応力と相まって接合層であるロウ材層63を引き裂くように力が働き、接合体60が接合層(ロウ材層63)から剥がれる虞があった。言い換えると、この図6に示すロウ材層63の中心に発生する最大剪断応力発生部位Gがプラズマに晒されて浸食されることで、プラズマによる鋭利な浸食傷と最大剪断応力とによる相乗効果により著しい損傷を受けることから、接合体60が接合層(ロウ材層63)から破損する虞があった。
As shown in cross section in FIG. 6, the ceramic member 61 and the metal - the joint body 60 of the ceramic multi engagement member 65, the maximum shear stress producing site G is generated in the center portion of the brazing material layer 63. When this maximum shear stress generation site is eroded by plasma, an erosion scratch is generated as shown in part G of FIG. 6, and the erosion scratch becomes a very sharp scratch. There is a possibility that the force acts so as to tear a certain brazing material layer 63 and the joined body 60 is peeled off from the joining layer (the brazing material layer 63). In other words, the maximum shear stress generation site G generated at the center of the brazing material layer 63 shown in FIG. 6 is exposed to the plasma and is eroded, thereby generating a synergistic effect due to the sharp erosion damage caused by the plasma and the maximum shear stress. Due to the significant damage, the bonded body 60 may be damaged from the bonding layer (the brazing material layer 63).

また、接合体のロウ材層がプラズマに晒されることから、ロウ材層が浸食されるので、前記接合体からなるウェハ支持部材を用いて、ウェハに対してプラズマを用いた成膜処理またはプラズマを用いたエッチング処理を行なうと、ロウ材層の飛散によるパーティクルの発生により、パーティクルの付着による半導体ウェハの歩留まりが低下する虞があった。   Further, since the brazing material layer of the joined body is exposed to the plasma, the brazing material layer is eroded, so that the wafer supporting member made of the joined body is used to perform the film forming process using the plasma on the wafer or the plasma. When the etching process using is performed, there is a possibility that the yield of the semiconductor wafer due to the adhesion of the particles is reduced due to the generation of particles due to the scattering of the brazing material layer.

本発明者は、このような課題を解決するために、通常とは異なり、セラミック部材と金属−セラミック複合部材との接合体における接合層となるロウ材層の端面について、厚み
方向の中央部に所定の大きさの凹みを形成することにより、プラズマに対する耐食性を向上させることができるという知見を得たことにより、本発明を完成するに至った。
The present inventors, in order to solve such a problem, contrary to the usual ceramic member and a metal - ceramic for the end face of the bonding layer to become brazing material layer of the bonded structure of the double engagement member, in the thickness direction center The present invention has been completed by obtaining the knowledge that the corrosion resistance to plasma can be improved by forming a recess of a predetermined size in the part.

本発明の目的は、腐食性の雰囲気においても耐久性に優れたセラミック部材と金属−セラミック複合部材との接合体およびこれを用いたウェハ支持部材を提供することにある。
The object of the present invention is also a ceramic member and a metal excellent in durability in a corrosive atmosphere - is to provide a joint body and a wafer support member using this with ceramic multi engagement member.

本発明者は上記状況に鑑み、鋭意研究開発の結果、接合層がプラズマに晒されても接合層が浸食されにくいセラミック部材と金属−セラミック複合部材との接合体を考案した。すなわち、本発明のセラミック部材と金属−セラミック複合部材との接合体は、セラミック部材と金属−セラミック複合部材とを互いに対向する主面にそれぞれ形成した金属層間でロウ材層を介して接合してなり、前記金属層間における前記ロウ材層の外周端面は、前記金属層の外周縁よりも内側に位置しており、厚み方向の中央部の少なくとも前記ロウ材層の厚みの3分の1の領域が内側に凹んでいることを特徴とする。
The present inventor has been made in view of the above circumstances, intensive research and development results, the bonding layer bonding layer be exposed to plasma and hard ceramic member eroded metal - devised a joined body of the ceramic multi engagement member. That is, the ceramic member and the metal of the present invention - the joined body of the ceramic multi engagement member, the ceramic member and the metal - via a brazing material layer in ceramic, respectively and a double coupling member on the main surface facing each other form the metal layers The outer peripheral end surface of the brazing material layer between the metal layers is located on the inner side of the outer peripheral edge of the metal layer, and is at least 3 minutes of the thickness of the brazing material layer at the central portion in the thickness direction. The first region is recessed inward.

また、本発明のセラミック部材と金属−セラミック複合部材との接合体は、上記構成において、前記ロウ材層の内側に凹んでいる領域の厚み方向の断面形状が湾曲していることを特徴とする。
Further, the ceramic member and the metal of the present invention - the joined body of the ceramic multi engagement member having the above structure, characterized in that the cross-sectional shape in the thickness direction of the area is recessed inwardly of the brazing material layer is curved And

また、本発明のセラミック部材と金属−セラミック複合部材との接合体は、上記構成において、前記ロウ材層の内側に凹んでいる領域の深さが前記ロウ材層の厚みの0.1倍〜10倍であることを特徴とする。
Further, the ceramic member and the metal of the present invention - the joined body of the ceramic multi engagement member having the above structure, the depth of the region are recessed to the inside of the brazing material layer of the thickness of the brazing material layer 0.1 It is characterized by being 10 to 10 times.

また、本発明のセラミック部材と金属−セラミック複合部材との接合体は、上記構成において、前記ロウ材層の端面が、厚み方向で内側に湾曲して凹んでいることを特徴とする。
Further, the ceramic member and the metal of the present invention - ceramic joined body of the double coupling member having the above structure, the end surface of the brazing material layer, characterized in that the recessed curved in the thickness direction inside.

また、本発明のセラミック部材と金属−セラミック複合部材との接合体は、上記構成において、前記ロウ材層の内側に凹んでいる深さが前記ロウ材層の厚みの0.1倍〜10倍であることを特徴とする。
Further, the ceramic member and the metal of the present invention - the joined body of the ceramic multi engagement member having the above structure, 0.1 times to the thickness of the depth is recessed inwardly of the brazing material layer is the brazing material layer It is characterized by 10 times.

また、本発明のセラミック部材と金属−セラミック複合部材との接合体は、上記構成において、前記ロウ材層の端面が、前記金属層の外周縁から前記ロウ材層の厚みの0.1倍〜前記金属層の最大直径の0.18倍の範囲で内側に位置していることを特徴とする。
Further, the ceramic member and the metal of the present invention - the joined body of the ceramic multi engagement member having the above structure, the end surface of the brazing material layer is 0.1 from the outer peripheral edge of the metal layer of a thickness of the brazing material layer It is characterized in that it is located on the inner side in the range of double to 0.18 times the maximum diameter of the metal layer.

また、本発明のセラミック部材と金属−セラミック複合部材との接合体は、上記各構成において、前記ロウ材層が、アルミニウムロウ材またはインジウムロウ材からなることを特徴とする。
Further, the ceramic member and the metal of the present invention - the joined body of the ceramic multi engagement member, each of the above structures, the brazing material layer is characterized by comprising an aluminum brazing material or indium brazing material.

また、本発明のセラミック部材と金属−セラミック複合部材との接合体は、上記各構成において、前記ロウ材層の厚みが接合面の最大径の100ppm〜3000ppmであることを特徴とする。
Further, the ceramic member and the metal of the present invention - the joined body of the ceramic multi engagement member, each of the above structures, wherein the thickness of the brazing material layer is 100ppm~3000ppm the largest diameter of the joint surface.

また、本発明のセラミック部材と金属−セラミック複合部材との接合体は、上記構成において、前記ロウ材層の気孔率が1%〜10%であることを特徴とする。
Further, the ceramic member and the metal of the present invention - ceramic joined body of the double coupling member having the above structure, wherein the porosity of the brazing material layer is 1% to 10%.

また、本発明のウェハ支持部材は、上記各構成のいずれかの本発明のセラミック部材と金属−セラミック複合部材との接合体を備え、前記セラミック部材が、板状であって前記金属−セラミック複合部材側の主面に対向する他方の主面がウェハ載置面であることを特徴とする。
Further, the wafer support member of the present invention, a ceramic member and a metal of any of the present invention of the above construction - comprising a conjugate of the ceramic multi engagement member, the ceramic member, said metal a plate - wherein the other main surface opposed to the main surface of the ceramic multi engagement member side is mounting surface wafer.

また、本発明のウェハ支持部材は、上記構成において、前記セラミック部材が、ヒータを内蔵していることを特徴とする。   Moreover, the wafer support member of the present invention is characterized in that, in the above configuration, the ceramic member incorporates a heater.

また、本発明のウェハ支持部材は、上記構成において、前記セラミック部材が、静電吸着用電極を内蔵していることを特徴とする。   Moreover, the wafer support member of the present invention is characterized in that, in the above configuration, the ceramic member incorporates an electrostatic chucking electrode.

また、本発明に係るウェハの処理方法は、本発明に係るウェハ支持部材の他方の主面にウェハを載せて、前記ヒータにより前記ウェハを加熱した後、前記ウェハに対してプラズマを用いた成膜処理またはプラズマを用いたエッチング処理を行なうことを特徴とする。   Further, the wafer processing method according to the present invention includes a step of placing a wafer on the other main surface of the wafer support member according to the present invention, heating the wafer with the heater, and then using plasma on the wafer. A film treatment or an etching treatment using plasma is performed.

また、本発明に係るウェハの処理方法は、本発明に係るウェハ支持部材の他方の主面にウェハを載せて、前記静電吸着電極に電圧を印加して前記ウェハを吸着しつつ、前記ウェハに対してプラズマを用いた成膜処理またはプラズマを用いたエッチング処理を行なうことを特徴とする。   Further, the wafer processing method according to the present invention includes placing the wafer on the other main surface of the wafer support member according to the present invention and applying a voltage to the electrostatic adsorption electrode to attract the wafer while A film forming process using plasma or an etching process using plasma is performed.

また、本発明に係るウェハの処理方法は、本発明に係るウェハ支持部材の他方の主面にウェハを載せて、前記静電吸着電極に電圧を印加して前記ウェハを吸着するとともに前記ヒータにより前記ウェハを加熱した後、前記ウェハに対してプラズマを用いた成膜処理またはプラズマを用いたエッチング処理を行なうことを特徴とする。   In addition, the wafer processing method according to the present invention includes placing a wafer on the other main surface of the wafer support member according to the present invention, applying a voltage to the electrostatic chucking electrode to suck the wafer, and using the heater. After the wafer is heated, a film forming process using plasma or an etching process using plasma is performed on the wafer.

本発明のセラミック部材と金属−セラミック複合部材との接合体によれば、半導体製造装置中のプラズマ下で使用しても、セラミック部材と金属−セラミック複合部材とを互いに対向する主面にそれぞれ形成した金属層間でロウ材層を介して接合された、前記金属層間における前記ロウ材層の端面は、厚み方向の中央部の少なくとも前記ロウ材層の厚みの3分の1の領域が内側に凹んでいることから、ロウ材層にプラズマが晒され難いのでロウ材層が浸食されにくく、セラミック部材と金属−セラミック複合部材とが接合層であるロウ材層から剥離するというダメージを受けにくいセラミック部材と金属−セラミック複合部材との接合体を提供できる。
Ceramic member and the metal of the present invention - according to the joining body of the ceramic multi engagement member, be used in the plasma under the semiconductor manufacturing device, a ceramic member and a metal - ceramic multi coupling member and the main opposite each other An end face of the brazing material layer between the metal layers bonded to each other via a brazing material layer is a region at least one third of the thickness of the brazing material layer at the center in the thickness direction. since There is recessed inwardly, since hardly plasma is exposed to the brazing material layer hardly brazing material layer is eroded, the ceramic member and the metal - that the ceramic multi engagement member is peeled off from the brazing material layer is bonded layer hardly damaged ceramic member and metallic - can provide conjugates of ceramic multi engagement member.

さらに、本発明の接合体をウェハ加熱用ヒータ、ウェハを電気的に吸着し固定する静電チャック、またはヒータ付き静電チャックといったウェハ支持部材として使用した場合には、板状のセラミック部材の主面のうち金属−セラミック複合部材と反対側の他方の主面をウェハを載置し支持する載置面とし、セラミック部材と金属−セラミック複合部材とを互いに対向する主面にそれぞれ形成した金属層間でロウ材層を介して接合してなり、前記金属層間における前記ロウ材層の端面は、厚み方向の中央部の少なくとも前記ロウ材層の厚みの3分の1の領域が内側に凹んでいることにより、プラズマによりウェハに成膜またはエッチングを施す際にロウ材層がプラズマに晒され難く、ロウ材層が浸食され難く、セ
ラミック部材と金属−セラミック複合部材とが接合層であるロウ材層から剥離するというダメージを受け難いウェハ支持部材を提供できる。
Further, when the bonded body of the present invention is used as a wafer support member such as a heater for heating a wafer, an electrostatic chuck for electrically attracting and fixing a wafer, or an electrostatic chuck with a heater, the main component of a plate-like ceramic member is used. metal of the surfaces - the ceramic multi coupling member and the other main surface opposite to the mounting surface for mounting the wafer support, a ceramic member and a metal - ceramic, respectively and a double coupling member on the main surface facing each other The brazing material layer is joined between the formed metal layers, and the end surface of the brazing material layer between the metal layers has a region at least one third of the thickness of the brazing material layer at the center in the thickness direction. recessed by being in hardly brazing material layer upon forming a film or etching the wafer is exposed to plasma by the plasma, the brazing material layer is hardly eroded, the ceramic member and the metal - ceramic Can provide hard wafer support member damage that the double coupling member is peeled off from the brazing material layer is bonded layers.

また、本発明に係るウェハ支持部材は、ロウ材層がプラズマによる浸食を受けにくい本発明に係る接合体を用いて構成されているので、耐久性を高くできる。   In addition, since the wafer support member according to the present invention is configured using the joined body according to the present invention in which the brazing material layer is less susceptible to erosion by plasma, durability can be enhanced.

さらに、本発明に係るウェハの処理方法は、ロウ材層がプラズマに晒され難く、ロウ材層が浸食されにくい本発明に係るウェハ支持部材を用いているので、ウェハに対してプラズマを用いた成膜処理またはプラズマを用いたエッチング処理を行なっても、ロウ材層の飛散によるパーティクルの発生を防止でき、ウェハへのパーティクルの付着による歩留まりの低下を防止できる。   Furthermore, since the wafer processing method according to the present invention uses the wafer support member according to the present invention in which the brazing material layer is not easily exposed to plasma and the brazing material layer is hardly eroded, plasma is used for the wafer. Even when a film formation process or an etching process using plasma is performed, generation of particles due to scattering of the brazing material layer can be prevented, and a decrease in yield due to adhesion of particles to the wafer can be prevented.

図1は、本発明のセラミック部材12と金属−セラミック複合部材16との接合体1を用いたウェハ支持部材100の実施の形態の一例であるセラミック製の静電チャックの概略構成を示す断面図である。静電吸着用電極11を内蔵した板状のセラミック部材12の一方の主面に金属層13が形成され、さらに金属−セラミック複合部材16の一方の主面に金属層15が形成され、金属層13と15がロウ材層14で接合されている。1は接合体を示す。そして、静電吸着用電極11に電圧を印加するために金属−セラミックス複合部材16を貫通してセラミック部材12に内蔵された静電吸着用電極11に通じる穴が形成され、この穴を通して端子17が静電吸着用電極11に接合されている。これにより、ウェハ支持部材100が構成されている。
Figure 1 is a ceramic member 12 and the metal of the present invention - a schematic configuration of a ceramic multi multiplexer ceramic made of the electrostatic chuck is one example of an embodiment of the wafer support member 100 using a joint body 1 and the member 16 It is sectional drawing shown. Electrostatic metal layer 13 is formed on one main surface of the attraction electrode 11 plate-shaped ceramic member 12 incorporating a further metal - metal layer 15 is formed on one main surface of the ceramic multi engagement member 16, Metal layers 13 and 15 are joined by a brazing material layer 14. Reference numeral 1 denotes a joined body. In order to apply a voltage to the electrode 11 for electrostatic adsorption, a hole is formed through the metal-ceramic composite member 16 and leading to the electrode 11 for electrostatic adsorption incorporated in the ceramic member 12. Is joined to the electrode 11 for electrostatic attraction. Thereby, the wafer support member 100 is configured.

そして、静電吸着用電極11に直流電圧を印加するとセラミック部材12の上面に載せられた半導体ウェハ(図示せず)を強固に吸着することができる。   When a DC voltage is applied to the electrostatic adsorption electrode 11, a semiconductor wafer (not shown) placed on the upper surface of the ceramic member 12 can be firmly adsorbed.

本発明のセラミック部材12と金属−セラミック複合部材16との接合体1においては、セラミック部材12と金属−セラミック複合部材16とを互いに対向する主面にそれぞれ形成した金属層13、15間でロウ材層14を介して接合してなり、金属層13、15間におけるロウ材層14の端面は、厚み方向の中央部の少なくともロウ材層14の厚みの3分の1の領域が内側に凹んでいることを特徴とする。
Ceramic member 12 and the metal of the present invention - ceramic in the joining member 1 of the double case member 16, the ceramic member 12 and the metal - ceramic multi engagement member 16 and the metal was formed, respectively on opposite major surfaces to each other layer 13, 15 is joined via the brazing material layer 14, and the end surface of the brazing material layer 14 between the metal layers 13, 15 is at least one third of the thickness of the brazing material layer 14 at the center in the thickness direction. Is recessed inward.

図2のA)〜F)は、それぞれ本発明のセラミック部材12と金属−セラミック複合部材16との接合体1における図1のロウ材層14の外周の凹みを示す端面付近を拡大した断面図である。図2のA)、B)、C)に示すように、ロウ材層14の端面が、厚み方向の中央部の少なくともロウ材層14の厚みの3分の1の領域が内側に凹んでいることにより、プラズマが接合層であるロウ材層14を浸食しようとしても、凹み部分にはプラズマが十分に回り込めずに、プラズマ密度が低下するために接合層(ロウ材層14)が浸食されにくくなり、最大剪断応力の発生するロウ材層14の中心部位をプラズマから保護することが可能となり接合体1の耐久性を高め信頼性を高めることができる。
Of A) to F 2) are each a ceramic member 12 of the present invention the metal - an enlarged ceramic end near face showing the recess of the outer periphery of the brazing material layer 14 in FIG. 1 of the bonded structure 1 with double coupling member 16 It is sectional drawing. As shown in A), B), and C) of FIG. 2, the end surface of the brazing material layer 14 has an indented region at least one third of the thickness of the brazing material layer 14 at the center in the thickness direction. As a result, even if the plasma tries to erode the brazing material layer 14 which is a bonding layer, the plasma does not sufficiently wrap around the recessed portion, and the plasma density is lowered and the bonding layer (the brazing material layer 14) is eroded. This makes it difficult to protect the central portion of the brazing material layer 14 where the maximum shear stress is generated from the plasma, so that the durability of the joined body 1 can be increased and the reliability can be increased.

また、このロウ材層14の内側に凹んでいる領域は、厚み方向の断面形状が湾曲していることが好ましい。この厚み方向の前記断面形状が湾曲しているとは、例えば、図2のA)に示すような形状である。断面形状が湾曲していると、プラズマによるロウ材層14の浸食をさらに有効に防止できるからである。その理由は、断面形状が湾曲していることにより、凹み部分のプラズマ密度が低下するだけでなく、凹み自身が湾曲して角がないため、凹み自身が、接合層(ロウ材層14)を剥がそうとする剪断応力に対して破壊の基点となり難いからである。   Moreover, it is preferable that the cross-sectional shape of the thickness direction is curving in the area | region recessed inside this brazing material layer 14. FIG. That the cross-sectional shape in the thickness direction is curved is, for example, a shape as shown in FIG. This is because if the cross-sectional shape is curved, erosion of the brazing material layer 14 by plasma can be more effectively prevented. The reason is that not only the plasma density of the dent portion is lowered due to the curved cross-sectional shape, but also the dent itself is curved and has no corners, so that the dent itself forms the bonding layer (the brazing material layer 14). This is because it is difficult to become a starting point of fracture against the shearing stress to be peeled off.

また、この内側に凹んでいる領域の深さdがロウ材層14の厚みaの0.1倍〜10倍であることが好ましい。凹みの深さdが、ロウ材層14の厚みaの0.1倍以上であると、凹んでいる領域内のプラズマ密度が小さくなり、プラズマによるロウ材層14の浸食を低減できるからである。プラズマの密度が高いと浸食速度が大きくなるが、接合層(ロウ材層14)が凹んでいることにより、その凹み内部におけるプラズマ密度が低下することで、浸食速度が低下するからである。   Moreover, it is preferable that the depth d of the indented region is 0.1 to 10 times the thickness a of the brazing material layer 14. This is because if the depth d of the dent is 0.1 times or more the thickness a of the brazing material layer 14, the plasma density in the indented region is reduced and erosion of the brazing material layer 14 due to plasma can be reduced. . This is because, when the plasma density is high, the erosion rate increases, but the erosion rate decreases because the plasma density in the inside of the dent is lowered due to the depression of the bonding layer (the brazing material layer 14).

凹みの深さがロウ材層14の厚みaの0.1倍未満では、凹みの深さdが浅すぎて、プラズマが比較的容易に凹みの内部に侵入できるため、プラズマ密度が低下せず、浸食速度が低下しにくい虞があるからである。より好ましい範囲としては、ロウ材層14の厚みaの1倍以上凹んでいることが望ましい。これは、凹み内でのプラズマによる浸食をさらに低減できるからである。   If the depth of the dent is less than 0.1 times the thickness a of the brazing material layer 14, the depth d of the dent is too shallow and the plasma can enter the inside of the dent relatively easily, so that the plasma density does not decrease. This is because the erosion rate may be difficult to decrease. As a more preferable range, it is desirable to be recessed at least 1 times the thickness a of the brazing material layer 14. This is because erosion due to plasma in the recess can be further reduced.

また、凹みの深さdはロウ材層14の厚みaの10倍以下であることが望ましい理由は、凹みの深さdがロウ材層14の厚みaの10倍を超えると、凹みの形状が図2のC)に示す形状のように凹みの先端の曲率半径が小さくなりすぎて、凹みの先端が破壊の起点として作用する虞があるからである。一方、図2のA)の凹み形状では、破壊の起点となり難く好ましい。   The reason why the depth d of the dent is desirably 10 times or less the thickness a of the brazing material layer 14 is that the shape of the dent is formed when the depth d of the dent exceeds 10 times the thickness a of the brazing material layer 14. This is because the radius of curvature of the tip of the recess becomes too small as in the shape shown in FIG. 2C), and the tip of the recess may act as a starting point for destruction. On the other hand, the concave shape of A) in FIG.

また、ロウ材層14の端面は、厚み方向で内側に湾曲して凹んでいることが好ましい。図2のD)、E)、F)に示すようにロウ材層14の全体に渡って凹んでいることにより、ロウ材層14の端面のほぼ全体に渡ってプラズマ密度を低下することができることから、ロウ材層14へのプラズマの浸食をさらに下げることが可能となるからである。凹みの形状としては、例えば図2のD)、E)、F)に示す3種類があるが、この中で好適な形状は、D)に示す楕円形状である。これは、凹み部分のプラズマ密度が低下するだけでなく、凹み自身の形状が楕円形の一部の形状であるため、角がなく、応力集中による破壊の起点となり難いからである。   Moreover, it is preferable that the end surface of the brazing material layer 14 is curved and recessed inward in the thickness direction. As shown in D), E), and F) of FIG. 2, the plasma density can be reduced over almost the entire end face of the brazing material layer 14 by being recessed over the entire brazing material layer 14. This is because it is possible to further reduce plasma erosion to the brazing material layer 14. As the shape of the dent, there are, for example, three types shown in D), E), and F) of FIG. 2, and a preferable shape among them is an elliptical shape shown in D). This is because not only the plasma density of the dent portion is lowered, but also the shape of the dent itself is a part of an ellipse, so there is no corner and it is difficult to become a starting point of destruction due to stress concentration.

また、図2のD)に示す楕円形状の一部の形状からなるab比も重要である。このab比(=b/a)は0.1倍以上であることが望ましい。ab比が0.1倍以上であれば、ロウ材層14の厚みの10分1以上の凹みの深さbを得ることができるからである。プラズマが接合層(ロウ材層14)を浸食する際にはプラズマの密度が高いと浸食速度が大きくなるが、接合層(ロウ材層14)が凹んでいることにより、その凹みの内部におけるプラズマ密度が低下し、浸食速度が低下するからである。凹みの深さbがロウ材層14の厚みの0.1倍未満では、凹みが浅すぎて、プラズマが比較的容易に凹みの内部に侵入できるため、プラズマ密度の低下が起こりにくく、浸食速度も低下し難いからである。   In addition, the ab ratio formed of a part of the elliptical shape shown in FIG. 2D) is also important. The ab ratio (= b / a) is desirably 0.1 times or more. This is because if the ab ratio is 0.1 times or more, the depth b of the dent that is 1/10 or more of the thickness of the brazing material layer 14 can be obtained. When the plasma erodes the bonding layer (the brazing material layer 14), if the plasma density is high, the erosion rate increases. However, since the bonding layer (the brazing material layer 14) is recessed, the plasma inside the dents is increased. This is because the density decreases and the erosion rate decreases. If the depth b of the dent is less than 0.1 times the thickness of the brazing material layer 14, the dent is too shallow and the plasma can enter the inside of the dent relatively easily. It is because it is hard to fall.

また、ロウ材層14の端面の内側に凹んでいる深さbがロウ材層14の厚みaの0.1倍〜10倍であることが好ましい。ロウ材層14の厚みの0.1倍以上が好ましい理由は、プラズマが接合層(ロウ材層14)を浸食する際にはプラズマの密度が高いと浸食速度が高くなるが、接合層(ロウ材層14)が凹んでいることにより、その凹みの内部におけるプラズマ密度が低下し、浸食速度が低下するからである。凹みの深さがロウ材層14の厚みの0.1倍未満では、凹みが浅すぎて、プラズマが比較的容易に凹みの内部に侵入できるため、プラズマ密度の低下が起こりにくく、浸食速度も低下し難いためである。また、ロウ材層14の厚みの10倍以下が好ましい理由は、凹みの形状が図2のE)の形状の場合は先端の曲率半径が小さくなりすぎて(角度が鋭利になりすぎて)、凹みの先端が破壊の起点として機能してしまう虞があるからである。   Further, it is preferable that the depth b recessed inside the end face of the brazing material layer 14 is 0.1 to 10 times the thickness a of the brazing material layer 14. The reason why the thickness of the brazing material layer 14 is preferably 0.1 times or more is that when the plasma erodes the bonding layer (the brazing material layer 14), the erosion rate increases when the plasma density is high. This is because the depression of the material layer 14) reduces the plasma density inside the depression and reduces the erosion rate. If the depth of the dent is less than 0.1 times the thickness of the brazing material layer 14, the dent is too shallow and plasma can enter the inside of the dent relatively easily. This is because it is difficult to decrease. Further, the reason why the thickness of the brazing material layer 14 is preferably 10 times or less is that when the shape of the recess is the shape of E) in FIG. 2, the radius of curvature of the tip becomes too small (the angle becomes too sharp), This is because the tip of the dent may function as a starting point for destruction.

また、金属層13、15間におけるロウ材層14の端面は、金属層13、15の外周縁よりも内側に位置していることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the end surface of the brazing material layer 14 between the metal layers 13 and 15 is located inside the outer peripheral edges of the metal layers 13 and 15.

ロウ材層14の端面の位置を、金属層13、15の存在する外周縁よりも内側に位置させることにより、プラズマによるロウ材層14への浸食を極めて小さくすることができるからである。凹みの場合は、最大剪断応力の発生する中心部付近では確実にプラズマによる浸食を防ぐことができるのに対して、セラミック部材12や金属−セラミック複合部材16の近傍は、剪断応力としては小さいが、プラズマに近いためにプラズマによる接合層(ロウ材層14)の浸食が発生する虞がある。しかしながら、ロウ材層14の端面が、金属層13または15の外周縁よりも内側に位置していれば、プラズマが回り込んでいくことが困難であることから、プラズマ密度が略ゼロとなり、プラズマによるロウ材層14の浸食が殆ど発生しなくなる。ロウ材層14の端面を金属層13または15の外周縁より内側に位置させるためには、あらかじめ、ロウ付け前のロウ材の寸法とロウ付け後のロウ材流れの位置との関係を把握しておき、ロウ付け後にロウ材層14の端面が所望の位置に来るようにロウ材の大きさおよび量を調節するとよい。
This is because by locating the end face of the brazing material layer 14 on the inner side of the outer peripheral edge where the metal layers 13 and 15 are present, erosion of the brazing material layer 14 by plasma can be extremely reduced. For indentation, whereas it is possible to prevent surely eroded by plasma in the vicinity of the center of occurrence of maximum shearing stress, the ceramic member 12 and metal - near the ceramic multi coupling member 16, as the shear stress Although it is small, since it is close to plasma, erosion of the bonding layer (the brazing material layer 14) due to plasma may occur. However, if the end face of the brazing material layer 14 is located on the inner side of the outer peripheral edge of the metal layer 13 or 15, it is difficult for the plasma to wrap around. Erosion of the brazing material layer 14 due to is hardly generated. In order to position the end face of the brazing material layer 14 on the inner side of the outer peripheral edge of the metal layer 13 or 15, the relationship between the dimensions of the brazing material before brazing and the brazing material flow position after brazing is grasped in advance. The size and amount of the brazing material may be adjusted so that the end face of the brazing material layer 14 is in a desired position after brazing.

また、ロウ材層14の端面は、金属層13、15のいずれかの外周縁からロウ材層14の厚みの0.1倍〜外周縁から金属層13、15の最大直径の0.18倍の範囲で内側に位置していることが好ましい。ロウ材層14の端面の最外周部と金属層13、15の何れかの最外周縁との位置関係が、ロウ材層14の厚みの0.1倍以上が好ましいのは、プラズマが接合層(ロウ材層14)を浸食する際にはプラズマの密度が高いと浸食速度が高くなるが、ロウ材層14が金属層13、15の何れかの外周縁よりも内側に位置していることにより、その内部におけるプラズマ密度が事実上ゼロとなり、プラズマがロウ材層14を殆ど浸食できなくなるからである。ロウ材層14の位置がロウ材層14の厚みの0.1倍未満では、小さ過ぎて、プラズマが比較的容易に内部に侵入できることから、プラズマ密度が十分小さくならず、プラズマによる接合層(ロウ材層14)の浸食をなくすことはできない。従って、ロウ材層14の端面は、金属層13、15の外周縁よりもロウ材層14の厚みの0.1倍以上、さらに好ましくは、金属層13、15によりロウ材層14へのプラズマの侵入防止効果が大きいことから、1倍以上内側に位置していることが望ましい。   Further, the end face of the brazing material layer 14 is 0.1 times the thickness of the brazing material layer 14 from the outer peripheral edge of any of the metal layers 13 and 15 to 0.18 times the maximum diameter of the metal layers 13 and 15 from the outer peripheral edge. It is preferable that it is located inside in the range. The positional relationship between the outermost peripheral part of the end surface of the brazing material layer 14 and the outermost peripheral edge of any one of the metal layers 13 and 15 is preferably 0.1 times or more the thickness of the brazing material layer 14 because the plasma is a bonding layer. When the (brazing material layer 14) is eroded, if the plasma density is high, the erosion rate is increased, but the brazing material layer 14 is located on the inner side of the outer peripheral edge of one of the metal layers 13 and 15. This is because the plasma density in the inside becomes substantially zero, and the plasma can hardly erode the brazing material layer 14. If the position of the brazing material layer 14 is less than 0.1 times the thickness of the brazing material layer 14, it is too small and plasma can penetrate into the inside relatively easily. The erosion of the brazing material layer 14) cannot be eliminated. Therefore, the end surface of the brazing material layer 14 is 0.1 times or more the thickness of the brazing material layer 14 than the outer peripheral edge of the metal layers 13, 15, more preferably, the plasma to the brazing material layer 14 by the metal layers 13, 15. It is desirable that it is located at least 1 time inside because of its large intrusion prevention effect.

なお、金属層13、15の最大径とは、金属層13、15が薄い円板状であれば、その直径で示すことができる。また、四角形であれば最大径は対角線の大きさで示すことができる。金属層13、15が楕円形等に変形していれば楕円形の長軸が最大径となる。いずれにしても板状の金属層13、15の中に並行して描くことができる最大の直線の長さを最大径として示すことができる。   In addition, if the metal layers 13 and 15 are thin disk shape, the maximum diameter of the metal layers 13 and 15 can be shown by the diameter. In the case of a quadrangle, the maximum diameter can be indicated by the size of a diagonal line. If the metal layers 13 and 15 are deformed into an ellipse or the like, the major axis of the ellipse becomes the maximum diameter. In any case, the maximum straight line length that can be drawn in parallel in the plate-like metal layers 13 and 15 can be shown as the maximum diameter.

また、ロウ材層14の端面は、金属層13、15の最大直径の0.18倍までが好ましい。図1に示す本発明の実施の形態の一例において、金属層13、15でセラミック部材12の他方の主面全体を覆ったとしても、ロウ材層14の端面が金属層13、15の外周縁からその最大直径の0.18倍をえて内側に位置すると、あまりにもロウ材層14が内側に配設され接合面積が小さくなることから、ウェハ支持部材として機能させた場合において、ウェハに発生した熱を伝達して金属−セラミック複合部材16から排熱するというウェハ支持部材としての好ましい機能が不十分となる虞があるからである。熱の排出が不十分であるとウェハの面内の温度差が大きくなり、ウェハ上に均一な厚みで成膜することが困難となり、そのウェハから製作される例えば半導体チップの歩留まりが低下するなどの虞があるからである。したがって、ロウ材層14の端面は、金属層13、15の外周縁からその最大直径の0.18倍までの位置、さらに好ましくは、0.12倍までの位置であることが好ましい。
Further, the end face of the brazing material layer 14 is preferably up to 0.18 times the maximum diameter of the metal layers 13 and 15. In the example of the embodiment of the present invention shown in FIG. 1, even if the metal layers 13 and 15 cover the entire other main surface of the ceramic member 12, the end surface of the brazing material layer 14 is the outer peripheral edge of the metal layers 13 and 15. from the position of 0.18 times the ultra forte inside the largest diameter, since the brazing material layer 14 too becomes smaller junction area is disposed inside, when made to function as a wafer support member, occurs in the wafer and transferring the heat metal - preferably functions as a wafer support member that waste heat from the ceramic multi engagement member 16 there is a possibility that insufficient. Insufficient heat discharge causes a large temperature difference in the wafer surface, making it difficult to form a film with a uniform thickness on the wafer and, for example, reducing the yield of semiconductor chips manufactured from the wafer. It is because there is a possibility of. Therefore, the end surface of the brazing material layer 14 is preferably located at a position from the outer peripheral edge of the metal layers 13 and 15 to 0.18 times the maximum diameter, more preferably to a position up to 0.12 times.

また、ロウ材層14は、アルミニウムロウ材またはインジウムロウ材からなることが好ましい。その理由は、アルミニウムロウ材もインジウムロウ材もロウ材の中では柔らかくて、変形し易いロウ材であるため、図3に本発明のセラミック部材12と金属−セラミック複合部材16との接合体1におけるロウ材層14の外周の凹みを拡大断面図で示すように、ロウ材層14の最大剪断応力がロウ材層14の中央部34に発生しても、ロウ材層14自身が変形するために、セラミック部材12の割れが発生しにくいからである。特に半導体製造装置でウェハを加工処理する場合には、−10℃〜150℃程度の温度サイクルに晒されるが、このような温度サイクル下でも、ロウ材自身が変形するために、セラミック部材12へのクラックの発生がない。ロウ材としては、Au−Snロウ材を使うこともできるが、Au−Snロウ材は非常に硬いため、ロウ材自身が応力に対して変形仕切れな
いために−10℃〜150℃の温度サイクル下では、セラミック部材12にクラックが発生する虞がある。
The brazing material layer 14 is preferably made of an aluminum brazing material or an indium brazing material. The reason is that the aluminum brazing material also indium brazing material be soft and in the brazing material, the deformation and is easy to braze the ceramic member 12 and the metal of the present invention in FIG. 3 - joining of the ceramic multi coupling member 16 As shown in the enlarged sectional view of the outer periphery of the brazing material layer 14 in the body 1, even if the maximum shear stress of the brazing material layer 14 is generated in the central portion 34 of the brazing material layer 14, the brazing material layer 14 itself is deformed. This is because the ceramic member 12 is not easily cracked. In particular, when a wafer is processed by a semiconductor manufacturing apparatus, the wafer is exposed to a temperature cycle of about −10 ° C. to 150 ° C. Even under such a temperature cycle, the brazing material itself is deformed. There is no generation of cracks. As the brazing material, an Au—Sn brazing material can be used, but since the Au—Sn brazing material is very hard, the brazing material itself is not deformed and partitioned against stress, so that the temperature cycle of −10 ° C. to 150 ° C. Below, there exists a possibility that a crack may generate | occur | produce in the ceramic member 12. FIG.

また、ロウ材層14の厚みが接合面の最大径の100ppm〜3000ppmであることが好ましい。半導体製造装置用のウェハ支持部材100として使用する場合には、−10℃〜150℃程度の温度サイクルに晒されるために、接合面の最大径の100ppmよりもロウ材層14の厚みが薄いとロウ材が温度サイクルで発生する応力に呼応して変形しきれなくなるためにセラミック部材12にクラックが入ってしまうからである。さらにロウ材層14が温度サイクルで発生する応力に呼応して変形できるようにするためには、500ppm以上であることが好ましい。また、ロウ材層14の厚みが3000ppmよりも厚くなると、ロウ材層14が厚くなりすぎて、ロウ材層14の端面の厚み方向の中心部をロウ材層14の厚みの3分の1以上凹ませてもプラズマが容易にロウ材層14を浸食できるようになるため、ロウ材層14がプラズマにより浸食され、最悪の場合、ロウ材の破壊やセラミック部材12のロウ材層14からの剥がれが発生するからである。従って、ロウ材層14の厚みは、接合面の最大径の3000ppm以下であることが好ましく、さらに好ましくは、接合面の最大径に対応してプラズマがロウ材層14の端面に入りにくいことから2000ppm以下であることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the thickness of the brazing material layer 14 is 100 ppm to 3000 ppm which is the maximum diameter of the joint surface. When used as a wafer support member 100 for a semiconductor manufacturing apparatus, since it is exposed to a temperature cycle of about −10 ° C. to 150 ° C., the brazing material layer 14 is thinner than the maximum diameter of 100 ppm of the joint surface. This is because the brazing material cannot be deformed in response to the stress generated in the temperature cycle, so that the ceramic member 12 is cracked. Further, in order to allow the brazing material layer 14 to be deformed in response to the stress generated in the temperature cycle, it is preferably 500 ppm or more. Further, if the thickness of the brazing material layer 14 is greater than 3000 ppm, the brazing material layer 14 becomes too thick, and the central portion in the thickness direction of the end face of the brazing material layer 14 is at least one third of the thickness of the brazing material layer 14. Since the plasma can easily erode the brazing material layer 14 even if it is recessed, the brazing material layer 14 is eroded by the plasma. In the worst case, the brazing material is broken or the ceramic member 12 is peeled off from the brazing material layer 14. This is because. Therefore, the thickness of the brazing material layer 14 is preferably 3000 ppm or less of the maximum diameter of the joining surface, and more preferably, the plasma hardly enters the end surface of the brazing material layer 14 corresponding to the maximum diameter of the joining surface. It is preferably 2000 ppm or less.

また、ロウ材層14の気孔率が1%〜10%であることが好ましい。ロウ材層14の内部に気孔を持つことで、ロウ材層14が変形し易くなり、温度サイクルに晒されても、セラミック部材12にクラックを発生し難くなるからである。ロウ材層14の気孔は、直径10μm以下程度の細かな気孔がロウ材中に均一に分散して存在する状態であるが、この気孔率は実際にロウ材層14を製品から切り出して取り出し、アルキメデス法により気孔率を算出すればよい。ロウ材層14の気孔率が1%より小さいと、どうしてもロウ材が硬くなってしまうため、温度サイクルに晒された場合にはロウ材層14が変形しきれなくなり、セラミック部材12にクラックが発生する場合がある。従って、ロウ材層14の気孔率は1%以上であることが好ましく、さらにロウ材層14が応力を受けて変形し易くするためには、ロウ材の気孔率は2%以上であることが好ましい。また、ロウ材層14の気孔率が10%を超える場合には、気孔を通してロウ材層14をHeが通過してしまうために、半導体製造装置用のウェハ支持部材100として使うことができなくなる虞がある。さらに、気孔の分布状態に多少のバラツキがあっても、Heがロウ材層14中を通過しないように、ロウ材層14の気孔率は8%以下であることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the porosity of the brazing material layer 14 is 1% to 10%. This is because the brazing material layer 14 has pores, so that the brazing material layer 14 is easily deformed and cracks are hardly generated in the ceramic member 12 even when exposed to a temperature cycle. The porosity of the brazing material layer 14 is a state in which fine pores having a diameter of about 10 μm or less are uniformly dispersed in the brazing material, but this porosity is actually cut out from the product by taking out the brazing material layer 14, What is necessary is just to calculate a porosity by the Archimedes method. If the porosity of the brazing material layer 14 is less than 1%, the brazing material will inevitably become hard. Therefore, when exposed to a temperature cycle, the brazing material layer 14 cannot be completely deformed and cracks are generated in the ceramic member 12. There is a case. Therefore, the porosity of the brazing material layer 14 is preferably 1% or more. Further, in order to make the brazing material layer 14 easily deformed under stress, the porosity of the brazing material is preferably 2% or more. preferable. Further, when the porosity of the brazing material layer 14 exceeds 10%, He passes through the brazing material layer 14 through the pores, so that it cannot be used as the wafer support member 100 for a semiconductor manufacturing apparatus. There is. Furthermore, the porosity of the brazing material layer 14 is preferably 8% or less so that He does not pass through the brazing material layer 14 even if there is some variation in the distribution of pores.

また、本発明のウェハ支持部材100において、セラミック部材12は、金属−セラミック複合部材16との接合体1を備え、セラミック部材12は、板状であって金属−セラミックス複合部材16側の主面に対向する他方(反対側)の主面がウェハ載置面12aであることを特徴とするウェハ支持部材100としたのは、本発明の接合体1をウェハ支持部材100に用いてPVDプロセス終了後などにウェハを載置して次のプロセスまで待機するプロセスに使用することが好ましいからである。
Further, the wafer support member 100 of the present invention, the ceramic member 12 is a metal - ceramic provided with a click joint body 1 and the double engagement member 16, the ceramic member 12 is a plate-like metal - ceramic composite member 16 side The wafer supporting member 100 is characterized in that the other (opposite) main surface facing the main surface is the wafer mounting surface 12a. The bonded body 1 of the present invention is used for the wafer supporting member 100 and PVD. This is because it is preferably used for a process of placing a wafer after the process is completed and waiting for the next process.

また、ウェハ支持部材100において、セラミック部材12は、内部にヒータ(図示せず)を内蔵していることが好ましい。本発明のウェハ支持部材100のセラミック部材12にヒータを内蔵させることによって、ウェハを加熱する用途に用いることができる。このようなウェハ支持部材100は、半導体製造装置として、エッチング工程やCVD工程と呼ばれる工程に応用することができる。これらの工程では、プラズマによりウェハ上に成膜したり、成膜した膜を所望の形状にエッチングしたりするという工程であることから、ヒータを内蔵したセラミック部材12を金属−セラミック複合部材16にロウ材層14で接合した構造では、ロウ材層14がプラズマに直接晒され難くなるため、本発明の効果がいかんなく発揮できる。
Further, in the wafer support member 100, the ceramic member 12 preferably includes a heater (not shown) therein. By incorporating a heater in the ceramic member 12 of the wafer support member 100 of the present invention, the wafer can be used for heating a wafer. Such a wafer support member 100 can be applied to a process called an etching process or a CVD process as a semiconductor manufacturing apparatus. In these steps, or deposited on the wafer by plasma, the formed film because it is a process that or etched into a desired shape, the ceramic member 12 having a built-in heater metal - ceramic multi coupling member In the structure in which the brazing material layer 14 is joined to the brazing material 16, the brazing material layer 14 is not directly exposed to the plasma, so that the effects of the present invention can be exhibited.

また、ウェハ支持部材100において、セラミック部材12は、内部に静電吸着用電極11を内蔵していることが好ましい。本発明のウェハ支持部材100を半導体の製造におけるPVD工程に使う場合に好適な構成としては、セラミック部材12に静電吸着用電極11を内蔵した場合と、セラミック部材12に静電吸着用電極11および不図示のヒータを内蔵した場合とがある。PVD工程とは、ウェハをセラミック部材12の上に吸着し、半導体製造装置内に発生させたプラズマをターゲットに当て、ターゲットからの成膜材料をウェハ支持部材100に吸着したウェハ上に成膜する工程である。この工程でもプラズマが常に使われるため、本発明のセラミック部材12と金属−セラミック複合部材16の接合体1の構成により耐久性の向上等の効果が極めて大きく好ましい。
Further, in the wafer support member 100, the ceramic member 12 preferably includes the electrostatic chucking electrode 11 therein. When the wafer support member 100 according to the present invention is used for the PVD process in the manufacture of semiconductors, the ceramic adsorbing electrode 11 is built in the ceramic member 12 and the electrostatic adsorbing electrode 11 is provided in the ceramic member 12. In some cases, a heater (not shown) is incorporated. In the PVD process, a wafer is adsorbed on the ceramic member 12, plasma generated in the semiconductor manufacturing apparatus is applied to the target, and a film forming material from the target is formed on the wafer adsorbed on the wafer support member 100. It is a process. Therefore the plasma in process is always used, the ceramic member 12 and the metal of the present invention - the effect of improvement of the durability by the configuration of the joint body 1 of the ceramic multi engagement member 16 is extremely large preferred.

本発明に係る実施の形態の静電チャックは、静電吸着用電極11に電圧を印加しウェハを載置面12a上に吸着した際、ウェハを載置面12aに密着できることからウェハから載置面12aへ効率よく熱を伝達することができる。また、載置面12aの熱をウェハに速やかに伝えることができるので所望の温度にウェハを加熱することができる。さらに、ウェハを静電吸着用電極11で吸着すると載置面の熱を容易にウェハに伝えることができることから、ウェハの面内の温度差を小さくできる。また、半導体薄膜のプラズマによる成膜処理またはプラズマによるエッチング処理を施す際には、ウェハ及びウェハ支持部材がプラズマ下に晒され、接合層がエッチングされてウェハ上に付着することがあり、例えば、ウェハ上の配線が設計どおり出来なかったり、断線したりする虞があった。しかし、本発明のウェハ支持部材では、接合層の凹みにより、接合層がエッチングされ難いため、腐食した接合層がパーティクルとなってウェハに付着するのを防止できる。したがって、ウェハ上の素子の配線を断線や短絡無く形成でき、ウェハ上に設計通りの配線が形成できる。   In the electrostatic chuck according to the embodiment of the present invention, when a voltage is applied to the electrostatic chucking electrode 11 and the wafer is sucked onto the mounting surface 12a, the wafer can be brought into close contact with the mounting surface 12a. Heat can be efficiently transferred to the surface 12a. Moreover, since the heat of the mounting surface 12a can be quickly transmitted to the wafer, the wafer can be heated to a desired temperature. Furthermore, if the wafer is attracted by the electrostatic attracting electrode 11, the heat on the mounting surface can be easily transmitted to the wafer, and therefore the temperature difference in the surface of the wafer can be reduced. In addition, when performing a film forming process using plasma of a semiconductor thin film or an etching process using plasma, the wafer and the wafer support member may be exposed to the plasma, and the bonding layer may be etched and adhere to the wafer. There was a risk that the wiring on the wafer could not be achieved as designed or could be disconnected. However, in the wafer support member of the present invention, since the bonding layer is difficult to be etched due to the depression of the bonding layer, the corroded bonding layer can be prevented from adhering to the wafer as particles. Therefore, the wiring of the element on the wafer can be formed without disconnection or short circuit, and the wiring as designed can be formed on the wafer.

以上のように本発明のウェハ支持部材100を用いて、プラズマ雰囲気中の成膜又はエッチング処理を行うと、接合層の腐食を効果的に防止できるので、パーティクルの発生が極めて少ない優れたウェハ処理が実現でき、歩留まりの高いウェハ処理方法を提供できる。   As described above, when film formation or etching processing in a plasma atmosphere is performed using the wafer support member 100 of the present invention, corrosion of the bonding layer can be effectively prevented, so that excellent wafer processing with very little generation of particles is achieved. Thus, a wafer processing method with a high yield can be provided.

また、静電吸着用電極11を備えたウェハ支持部材100に、さらにウェハを加熱するヒータを備えることで、上記ウェハを所望の温度に加熱できることから、ウェハに高温でプラズマCVDにより成膜処理したり、高温で効率の高いエッチング処理をしたりすることができる。
Further, since the wafer can be heated to a desired temperature by further providing a heater for heating the wafer on the wafer support member 100 provided with the electrostatic chucking electrode 11, the wafer is subjected to film formation by plasma CVD at a high temperature. or can or a high etching efficiency at a high temperature.

本発明のウェハ支持部材100を使い成膜処理やエッチング処理を行なうと、30nm以上のパーティクルの発生を効果的に防止できることからDRAMやMPU、ASICの金属配線の60nm以下のハーフピッチに対応した次世代半導体素子の製造工程用のウェハ支持部材を提供できる。   When the film forming process or the etching process is performed using the wafer support member 100 of the present invention, the generation of particles of 30 nm or more can be effectively prevented, so that the following corresponds to a half pitch of 60 nm or less of the metal wiring of DRAM, MPU, and ASIC. It is possible to provide a wafer support member for a production process of a generation semiconductor device.

次に、本発明のセラミック部材12と金属−セラミック複合部材16との接合体1の他の構成の例について説明する。
Next, the ceramic member 12 of the present invention the metal - describes an example of another configuration of the joint body 1 of the ceramic multi coupling member 16.

セラミック部材12としては、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒化ケイ素といったセラミックスが好適であるが、図1に示すような静電チャックを半導体製造装置用のウェハ支持部材100として使用する場合は、ジョンソン−ラーベック力かクーロン力に大別されるウェハの吸着メカニズムでセラミック材料を選定するが、ジョンソン−ラーベック力を所望する場合には、セラミック部材12としては、窒化アルミニウムがその体積固有抵抗の観点から好ましい。
Ceramics such as aluminum nitride, aluminum oxide, and silicon nitride are suitable as the ceramic member 12, but when an electrostatic chuck as shown in FIG. 1 is used as the wafer support member 100 for a semiconductor manufacturing apparatus, Johnson-Rabeck While selecting the ceramic materials in the adsorption mechanism of the wafer to be divided into a force or a Coulomb force, Johnson - when desired Rahbek force, the ceramic member 12, from the viewpoint of aluminum nitride of the volume resistivity preferable.

金属−セラミック複合部材16としては、アルミニウムと炭化ケイ素の複合材料であるAlSiCやAlSiCにSiを混合した複合材料、AlSiCにSiを混合した複合材料などであれば、100W/(m・K)以上の高熱伝導率が得やすく、さらにセラミック部材12が窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒化ケイ素である場合に対して、金属−セラミック複合部材16との熱膨張係数差を±20%以内に調整しやすいために好適である。本発明に使用される金属−セラミック複合部材16をウェハ支持部材100として使用する場合には、ウェハがプラズマで処理される際に発生する熱をウェハ支持部材100を通してプラズマ処理領域外に排出する必要があるため、金属−セラミック複合部材16は高熱伝導であることが要求される。望ましくは、100W/(m・K)以上の高熱伝導率であることが好ましい。
Metal - as ceramic multi coupling member 16, aluminum composite material obtained by mixing the Si in the composite material and is AlSiC or AlSiC of silicon carbide, if such a composite material obtained by mixing an Si 3 N 4 to AlSiC, 100W / ( m · K) or more high thermal conductivity is easily obtained, further the ceramic member 12 is aluminum nitride, aluminum oxide, with respect to the case of silicon nitride, a metal - ceramic ± the difference in thermal expansion coefficient between the multi coupling member 16 20 It is suitable because it is easy to adjust within%. Metal used in the present invention - the ceramic multi engagement member 16 when used as a wafer support member 100, discharge the heat generated when the wafer is treated with a plasma outside the plasma processing region through the wafer support member 100 since it is necessary to, metal - ceramic multi coupling member 16 is required to be high thermal conductivity. Desirably, a high thermal conductivity of 100 W / (m · K) or more is preferable.

さらに、セラミック部材12と金属−セラミック複合部材16とをロウ材層14で接合する際に発生するそりを低減させるために、金属−セラミック複合部材16の熱膨張係数とセラミック部材12の熱膨張係数とをできる限り合致させることが重要である。セラミック部材12として窒化アルミニウムを使用する場合には、前述のようにAlSiC、AlSiCにSiを混合した複合材料、AlSiCにSiを混合した複合材料は熱伝導率が高く、熱膨張係数を窒化アルミニウムに対して調整し易いので好適である。
Furthermore, the ceramic member 12 and the metal - to reduce the warp occurring when bonding the ceramic multi engagement member 16 in the brazing material layer 14, a metal - ceramic thermal expansion coefficient and the ceramic member 12 of the double coupling member 16 It is important to match the thermal expansion coefficient of the material as much as possible. When using aluminum nitride as the ceramic member 12, AlSiC as described above, the composite material obtained by mixing the Si to AlSiC, composites mixed with Si 3 N 4 in AlSiC has a high thermal conductivity, thermal expansion coefficient This is suitable because it is easy to adjust with respect to aluminum nitride.

また、AlSiC、AlSiCにSiを混合した複合材料、AlSiCにSiを混合した複合材料以外であってもよく、熱伝導率が100W/(m・K)以上で、窒化アルミニウムの熱膨張係数に対して熱膨張係数を±20%以内に、さらに望ましくは±10%以内に調整した金属−セラミック複合部材16であれば、どんな組成の金属−セラミックス複合部材16でも使用可能である。
Also, other than AlSiC, a composite material in which AlSiC is mixed with Si, and a composite material in which AlSiC is mixed with Si 3 N 4 , the thermal conductivity is 100 W / (m · K) or more, and the thermal expansion of aluminum nitride. the thermal expansion coefficient within 20% ± the coefficient, more preferably metal was adjusted within 10% ± - if ceramic multi engagement member 16, a metal of any composition - can be used even ceramics composite member 16 .

上記のセラミック部材12および金属−セラミック複合部材16のそれぞれの主面に金属層13、15を形成する。金属層13、15は、Ni、Au、Ag、Cuから選ばれる1種類または2種類以上で形成することが望ましい。これは、ロウ材層14との濡れ性を向上させるためである。さらに望ましくは、Ni、Auから選ばれる1種類または2種類で形成するとよい。この理由はアルミニウムロウ材またはインジウムロウ材との濡れ性が良好だからである。金属層13、15の形成は、厚みの管理が容易にできるため、メッキ法、スパッタ法などで行なうとよい。
Forming a metal layer 13, 15 on each main surface of ceramic multi engagement member 16 - Additional ceramic member 12 and metal. The metal layers 13 and 15 are desirably formed of one type or two or more types selected from Ni, Au, Ag, and Cu. This is to improve the wettability with the brazing material layer 14. More preferably, it may be formed of one or two types selected from Ni and Au. This is because the wettability with the aluminum brazing material or the indium brazing material is good. The formation of the metal layers 13 and 15 is preferably performed by a plating method, a sputtering method, or the like because the thickness can be easily managed.

このようにして形成した金属層13、15間をロウ材層14を介して接合する。ロウ材層14にはアルミニウムロウ材やインジウムロウ材などを使用して接合する。セラミック部材12と金属−セラミック複合部材16とをロウ材層14で接合する場合は、セラミック部材12および金属−セラミック複合部材16は熱膨張係数としては同等であるが、ロウ材層14自体は金属であり、セラミック部材12および金属−セラミック複合部材16よりも大きな熱膨張係数を持つという構成となる。
The metal layers 13 and 15 thus formed are joined together via the brazing material layer 14. The brazing material layer 14 is joined using an aluminum brazing material or an indium brazing material. Ceramic member 12 and the metal - when joining the ceramic multi engagement member 16 in the brazing material layer 14, the ceramic member 12 and the metal - ceramic multi engagement member 16 but is equally as thermal expansion coefficient, the brazing material layer 14 itself is a metal, ceramic member 12 and metal - a configuration that has a large coefficient of thermal expansion than ceramic multi coupling member 16.

この構成でロウ材層14の溶融温度まで温度を上げて接合した後に、室温に戻すと、ロウ材層14の熱収縮がセラミック部材12および金属−セラミック複合部材16の熱収縮よりも大きくなるため、図3に示すようにロウ材層14の中心部34に最大剪断応力が発生する。しかし図2のA)、B)、C)、D)、E)、F)に示すようにロウ材層14の端面の中央部の少なくともロウ材層14の厚みの3分の1の領域が内側に凹んでいれば、凹み部分のプラズマ密度が低下するため、ロウ材層14に最大剪断応力の発生するロウ材層14中央部がプラズマにより浸食されることを防ぐことができる。最大剪断応力は、ロウ材層14の中心部34に発生するのであり、ロウ材層14のごく中心部分だけが凹んでいることで同様の効果が得られるように考えられるが、実際には、ロウ材層14の厚みの3分の1以上を凹ませないと同様な効果は得られなかった。これは、最大剪断応力は確かに中心部分に発生するが、その近傍も応力としてはきわめて大きいために、凹みがロウ材層14の厚みの3分の1より小さいとプラズマにより最大剪断応力に準じる応力が発生している部分が浸食され、やはり、最悪の場合、接合層(ロウ材層14)の破壊やそこからの剥がれが発生する。
After bonding by raising the temperature to the melting temperature of the brazing material layer 14 in this configuration, when returned to room temperature, the thermal shrinkage of the brazing material layer 14 is a ceramic member 12 and metal - greater than the thermal contraction of the ceramic multi coupling member 16 Therefore, as shown in FIG. 3, the maximum shear stress is generated in the central portion 34 of the brazing material layer 14. However, as shown in A), B), C), D), E), and F) of FIG. 2, there is at least one third of the thickness of the brazing material layer 14 at the center of the end face of the brazing material layer 14. If it is indented inside, the plasma density in the indented portion is reduced, so that the central portion of the brazing material layer 14 where the maximum shear stress is generated in the brazing material layer 14 can be prevented from being eroded by the plasma. The maximum shear stress is generated in the central portion 34 of the brazing material layer 14, and it is considered that only the very central portion of the brazing material layer 14 is recessed so that the same effect can be obtained. The same effect could not be obtained unless one third or more of the thickness of the brazing material layer 14 was recessed. This is because the maximum shear stress is surely generated in the central portion, but the vicinity thereof is extremely large as the stress. Therefore, if the dent is smaller than one third of the thickness of the brazing material layer 14, it conforms to the maximum shear stress by the plasma. The portion where the stress is generated is eroded, and in the worst case, the bonding layer (the brazing material layer 14) is broken or peeled off.

次に、本発明のセラミック部材12と金属−セラミック複合部材16との接合体1の製造方法として、ウェハ支持部材100を例に説明する。
Next, the ceramic member 12 and the metal of the present invention - as a manufacturing method of the bonded body 1 of the ceramic multi engagement member 16, illustrating the wafer support member 100 as an example.

ウェハ支持部材100を構成するセラミック部材12としては、窒化アルミニウム質焼結体を用いることができる。この他にも窒化ケイ素質焼結体、酸化アルミニウムを使ってもよい。窒化アルミニウム質焼結体の製造に当たっては、窒化アルミニウム粉末に質量換算で15質量%以下程度の酸化セリウムを添加し、IPAとウレタンボールを用いてボールミルにより24〜48時間混合し、得られた窒化アルミニウムのスラリーを200〜500メッシュに通し、ウレタンボールやボールミル壁の屑を取り除いた後、防爆乾燥機にて120〜150℃程度の温度で24〜36時間程度乾燥して、IPAを除去して、均質な窒化アルミニウム混合粉末を得る。そして、この混合粉末にアクリル系のバインダーおよび溶媒を混合して窒化アルミニウム質のスリップを作製し、ドクターブレード法にてテープ成形を行なう。得られた窒化アルミニウムのテープを複数枚積層する。こうして得られた成形体に静電吸着用電極やヒータとしてタングステンなどの導電性を持つ粉体をスクリーン印刷法で形成し、無地のテープに所望の密着液を塗り、テープを複数枚重ねてプレス成形して成形体を得る。   As the ceramic member 12 constituting the wafer support member 100, an aluminum nitride sintered body can be used. In addition, a silicon nitride sintered body and aluminum oxide may be used. In the production of the aluminum nitride sintered body, about 15 mass% or less cerium oxide in terms of mass is added to the aluminum nitride powder, and the resulting nitride is mixed for 24 to 48 hours using a ball mill using IPA and urethane balls. After passing the aluminum slurry through 200-500 mesh and removing the waste of urethane balls and ball mill walls, it is dried for about 24 to 36 hours at a temperature of about 120 to 150 ° C. with an explosion-proof dryer to remove IPA. A homogeneous aluminum nitride mixed powder is obtained. Then, an acrylic binder and solvent are mixed with the mixed powder to produce an aluminum nitride-based slip, and tape molding is performed by a doctor blade method. A plurality of the obtained aluminum nitride tapes are laminated. The resulting compact is formed with a conductive powder such as tungsten as an electrostatic chucking electrode or heater by screen printing, coated with a desired adhesive liquid on a plain tape, and stacked with multiple tapes and pressed. Molded to obtain a molded body.

以上がテープ成形による方法であるが、得られた窒化アルミニウム混合粉末にアクリル系バインダーやパラフィン系ワックスなどを混合し、CIP法や金型プレス法で成形する方法もある。   The above is the method by tape molding, but there is also a method in which an acrylic binder, paraffin wax or the like is mixed with the obtained aluminum nitride mixed powder and molded by the CIP method or the die press method.

得られた成形体を非酸化性ガス気流中にて300〜700℃で2〜10時間程度の脱脂を行い、さらに非酸化性雰囲気にて0.2MPa以上、200MPa以下の圧力下にて1800℃〜2000℃の温度で0.5時間〜10時間保持して焼結させる。このようにして発熱体を埋設した窒化アルミニウム質焼結体を得る。   The obtained molded body was degreased for 2 to 10 hours at 300 to 700 ° C. in a non-oxidizing gas stream, and further 1800 ° C. under a pressure of 0.2 MPa or more and 200 MPa or less in a non-oxidizing atmosphere. Sintering is carried out at a temperature of ˜2000 ° C. for 0.5 hours to 10 hours. In this way, an aluminum nitride sintered body with a heating element embedded therein is obtained.

こうして得られた窒化アルミニウム質焼結体に所望の形状が得られるように機械加工を施してセラミック部材12とする。さらに、静電吸着用電極11へ電圧を印加するための端子17をメタライズ法などの方法を用いて接合する。得られたセラミック部材12の接合面およびあらかじめ準備しておいた金属−セラミック複合部材16の接合面に金属層13、15を形成する。スパッタ法やメッキ法にてNiなどを金属層13、15として0.5〜6μm形成する。
The aluminum nitride sintered body thus obtained is machined to obtain a ceramic member 12 so that a desired shape is obtained. Further, a terminal 17 for applying a voltage to the electrostatic attraction electrode 11 is bonded using a method such as a metallization method. The resulting joint surface and the metal was prepared in advance of the ceramic member 12 - the bonding surface of the ceramic multi coupling member 16 to form the metal layers 13 and 15. Ni or the like is formed as metal layers 13 and 15 by 0.5 to 6 μm by sputtering or plating.

その後、金属層13、15の間にアルミニウムロウ材を挟み、真空引きを行ない、真空度を1×10−7〜1×10−4Pa程度に保ち、550〜600℃の温度で5〜300分間ロウ付けを行なう。550〜600℃で接合する前にアルゴンや窒素などの非酸化性ガスで置換したり、これらのガスを流したりしながら、0.1〜13Pa程度に真空度を保って接合するとアルミニウムロウ材の流れ性が良くなって好ましい。その後、ロウ材層14の端面を凹ませる。 Thereafter, an aluminum brazing material is sandwiched between the metal layers 13 and 15 and evacuation is performed, the degree of vacuum is maintained at about 1 × 10 −7 to 1 × 10 −4 Pa, and a temperature of 550 to 600 ° C. is 5 to 300 ° C. Braze for a minute. Before joining at 550 to 600 ° C., replacement with a non-oxidizing gas such as argon or nitrogen, or flowing these gases while maintaining a vacuum at about 0.1 to 13 Pa, the aluminum brazing material The flowability is improved, which is preferable. Thereafter, the end surface of the brazing material layer 14 is recessed.

凹んでいる形状については、図2のA)、B)、C)、D)、E)、F)に示すような凹みかたがあるが、A)、B)、C)、E)、F)のような凹みかたは、A)、B)、C)、E)、F)の形状を作ることができるジグを使って手作業にて、ロウ材層14をなぞって作る。一方、図2のD)の形状であれば、ロウ材層14に金属層13、15との塗れ性が良いものを用い、接合時の接合温度を550〜600℃として、接合時の雰囲気圧力を10−4Pa以下にした後に非酸化性雰囲気に置換し0.1〜13Paに調節すれば形成することができる。このようにして図1に示す本発明のウェハ支持部材100を得ることができる。 As for the concave shape, there is a concave shape as shown in A), B), C), D), E), F) of FIG. 2, but A), B), C), E), The method of recessing as in F) is made by tracing the brazing material layer 14 manually using a jig capable of forming the shapes of A), B), C), E) and F). On the other hand, in the case of the shape of D) in FIG. 2, the brazing material layer 14 having good paintability with the metal layers 13 and 15 is used, the bonding temperature at the time of bonding is set to 550 to 600 ° C., and the atmospheric pressure at the time of bonding. Can be formed by adjusting the pressure to 0.1 to 13 Pa after substituting 10-4 Pa or less with a non-oxidizing atmosphere. Thus, the wafer support member 100 of the present invention shown in FIG. 1 can be obtained.

ウェハ支持部材を構成するセラミック部材としては、窒化アルミニウム質焼結体を用いた。窒化アルミニウム粉末に重量換算で15質量%以下程度の酸化セリウムを添加し、IPAとウレタンボールを用いてボールミルにより36時間混合し、得られた窒化アルミニウムのスラリーを200メッシュに通し、ウレタンボールやボールミル壁の屑を取り除いた後、防爆乾燥機にて120℃の温度で24時間乾燥して、IPAを除去して、均質な窒化アルミニウム混合粉末を得た。   As a ceramic member constituting the wafer support member, an aluminum nitride sintered body was used. Add about 15% by mass or less of cerium oxide to aluminum nitride powder, mix with IPA and urethane ball for 36 hours by ball mill, pass the resulting aluminum nitride slurry through 200 mesh, urethane ball or ball mill After removing the wall debris, it was dried at a temperature of 120 ° C. for 24 hours with an explosion-proof dryer to remove the IPA, thereby obtaining a homogeneous aluminum nitride mixed powder.

そして、この混合粉末にアクリル系のバインダーおよび溶媒を混合して窒化アルミニウム質のスリップを作製し、ドクターブレード法にてテープ成形を行なった。得られた窒化アルミニウムのテープを複数枚積層した。こうして得られた成形体に静電吸着用電極やヒータとしてタングステンなどの導電性を持つ粉体をスクリーン印刷法で形成し、無地のテープに所望の密着液を塗り、テープを複数枚重ねてプレス成形してφ450mmで厚み20mm程度の成形体を得た。得られた成形体を非酸化性ガス気流中にて500℃で5時間の脱脂を行ない、さらに非酸化性雰囲気にて10MPa以下の圧力下にて1900℃程度の温度で5時間保持して焼結した。このようにして静電吸着用電極やヒータを埋設した窒化アルミニウム質焼結体を得た。   The mixed powder was mixed with an acrylic binder and solvent to produce an aluminum nitride slip, and tape molding was performed by the doctor blade method. A plurality of the obtained aluminum nitride tapes were laminated. The resulting compact is formed with a conductive powder such as tungsten as an electrostatic chucking electrode or heater by screen printing, coated with a desired adhesive liquid on a plain tape, and stacked with multiple tapes and pressed. Molded to obtain a molded body having a diameter of 450 mm and a thickness of about 20 mm. The obtained molded body was degreased at 500 ° C. for 5 hours in a non-oxidizing gas stream, and further baked by holding at a temperature of about 1900 ° C. for 5 hours under a pressure of 10 MPa or less in a non-oxidizing atmosphere. I concluded. In this way, an aluminum nitride sintered body in which an electrode for electrostatic adsorption and a heater were embedded was obtained.

こうして得られた窒化アルミニウム質焼結体に、φ320mmで厚み10mm程度の円
板形状が得られるように機械加工を施した。さらに、静電吸着用電極へ電圧を印加するための端子をメタライズ法で接合した。得られたセラミック部材の接合する面とあらかじめ準備しておいた金属−セラミック複合部材の接合面にメッキ法にてNiを金属層として形成した。
The aluminum nitride sintered body thus obtained was machined so as to obtain a disk shape having a diameter of 320 mm and a thickness of about 10 mm. Furthermore, the terminal for applying a voltage to the electrode for electrostatic attraction was joined by the metallizing method. Obtained metal had been prepared in advance and the bonding faces of the ceramic member - on the bonding surface of the ceramic multi coupling member with Ni by plating to form the metal layer.

その後、金属層の間にJIS 4N04のアルミニウムロウ材を挟み、真空引きを行ないながら、アルゴンを流し、真空度を1.3Paに保ち、580℃程度の温度で120分間程度ロウ付けを行なった。その後、ロウ材層の端面を凹ませるために、あらかじめ用意していたステンレスジグでロウ材層の端面をなぞり、ロウ材層の端面に所望の凹みを形成した。このようにしてウェハ支持部材を得た。   Thereafter, an aluminum brazing material of JIS 4N04 was sandwiched between the metal layers, and while evacuating, argon was flowed to maintain the degree of vacuum at 1.3 Pa, and brazing was performed at a temperature of about 580 ° C. for about 120 minutes. Thereafter, in order to dent the end surface of the brazing material layer, the end surface of the brazing material layer was traced with a stainless steel jig prepared in advance to form a desired dent on the end surface of the brazing material layer. In this way, a wafer support member was obtained.

以上の方法で得られたウェハ支持部材のロウ材層の端面を凹ませることのできる凸形状のジグを使って、ロウ材層の端面を手作業にてなぞり、さらに凹みの幅を変えてウェハ支持部材を作製した。ロウ材層の厚みは、ロウ付け前のセラミック部材および金属−セラミック複合部材の厚みを中心付近で5点、外周付近で5点の計10点ずつ測定し、ロウ付け後に同じ点の厚みを測定し、ロウ付け後厚みの平均からロウ付け前のセラミック部材および金属−セラミックク複合部材の平均厚みを差し引いて、ロウ材層の厚みとした。
Using the convex jig that can dent the end surface of the brazing material layer of the wafer support member obtained by the above method, trace the end surface of the brazing material layer manually, and further change the width of the dent. A support member was produced. The thickness of the brazing material layer before brazing the ceramic member and the metal - ceramic multi coupling member 5 points thickness near the center of, measured by total 10 points 5 points around the periphery, the thickness of the same point after brazing It was measured, before brazing the ceramic member and the metal from the average of brazing thickness after - by subtracting the average thickness of the ceramic click double coupling member, and the thickness of the brazing material layer.

その後、得られたウェハ支持部材を真空中にてアルゴンプラズマ中に100時間晒し、アルゴンプラズマに晒す前後でのロウ材層の接合状態を観察した。ロウ材層の接合状態の評価は超音波探傷法を用いて行なった。超音波探傷法でロウ材層の破壊されている、あるいは剥がれていると判断される部分の面積を、ロウ材層の凹みの先端部分を最外周とした接合面積で除した値をアルゴンプラズマ処理後の接合剥がれとして評価した。全く剥がれがなければ0%であり、全面が剥がれていれば100%となる。表1にその結果を示す。

Figure 0004762064
Thereafter, the obtained wafer support member was exposed to argon plasma in vacuum for 100 hours, and the bonding state of the brazing material layer before and after exposure to argon plasma was observed. The joining state of the brazing material layer was evaluated using an ultrasonic flaw detection method. Argon plasma treatment is the value obtained by dividing the area of the part where the brazing material layer is broken or peeled off by the ultrasonic flaw detection method by the joining area with the tip of the dent of the brazing material layer as the outermost periphery. It was evaluated as the subsequent peeling of the joint. If there is no peeling, it is 0%, and if the whole surface is peeled, it is 100%. Table 1 shows the results.
Figure 0004762064

表1に示す結果によって、本発明の好適な範囲内で凹みの幅である、金属層間におけるロウ材層の端面が、厚み方向の中央部の少なくとも前記ロウ材層の厚みの3分の1の領域が内側に凹んでいる試料No.11〜15のウェハ支持部材は、ロウ材層の端面の凹みの効果によりアルゴンプラズマ処理後の接合剥がれは全て5%未満ときわめて少ない剥がれしか観測されないことから優れていることが分かった。   According to the results shown in Table 1, the end face of the brazing material layer between the metal layers, which is the width of the dent within the preferred range of the present invention, is at least one third of the thickness of the brazing material layer at the center in the thickness direction. Sample No. whose area is recessed inward The wafer support members Nos. 11 to 15 were found to be excellent because bonding peeling after argon plasma treatment was less than 5% and very little peeling was observed due to the effect of the dents on the end face of the brazing material layer.

一方、本発明の範囲外の試料であるNo.16〜19のアルゴンプラズマ処理後の接合剥がれは、5%以上が確認された。特に凹みを全く作っていない試料No.19は、アルゴンプラズマ処理後の接合剥がれは10%となり、壊滅的な接合層剥がれが観測された。   On the other hand, No. which is a sample outside the scope of the present invention. As for the peeling-off after 16-19 argon plasma processing, 5% or more was confirmed. In particular, sample no. In No. 19, the peeling of the bonding after the argon plasma treatment was 10%, and a destructive bonding layer peeling was observed.

実施例1と同様の方法でウェハ支持部材を作製し、得られたウェハ支持部材のロウ材層を凹ませることのできる凸形状のジグを使って、ロウ材面を手作業にてなぞり、ウェハ支持部材を作製した。そして、実施例1と同様に評価した。表2にその結果を示す。

Figure 0004762064
A wafer support member is produced by the same method as in Example 1, and the wafer surface is manually traced using a convex jig that can dent the brazing material layer of the obtained wafer support member. A support member was produced. And it evaluated similarly to Example 1. FIG. Table 2 shows the results.
Figure 0004762064

表2に示す結果によって、ロウ材層の端面の凹み形状が図2のC)である試料No.21、22よりも、内側に凹んでいる領域の断面形状が楕円形の一部の形状に湾曲している図2のA)の形状である試料No.23、24の方が、アルゴンプラズマ処理後の接合剥がれの発生が減少することが判った。   According to the results shown in Table 2, the sample No. 1 in which the concave shape of the end face of the brazing material layer is C) in FIG. 21 and 22, the cross-sectional shape of the region recessed inward is a sample No. 2 having the shape of A) in FIG. 23 and 24 were found to reduce the occurrence of bond peeling after argon plasma treatment.

実施例1と同様の方法でウェハ支持部材を作成し、得られたウェハ支持部材のロウ材層厚みの3分の1を図2のC)のように凹ませるジグを使ってロウ材面を手作業にてなぞり、凹みの深さを変えてウェハ支持部材を作製した。そして、実施例1と同様に評価した。表3にその結果を示す。

Figure 0004762064
A wafer support member was prepared in the same manner as in Example 1, and the brazing material surface was formed using a jig that recessed one third of the brazing material layer thickness of the obtained wafer support member as shown in FIG. Wafer support members were produced by manually tracing and changing the depth of the recesses. And it evaluated similarly to Example 1. FIG. Table 3 shows the results.
Figure 0004762064

表3の試料No.31〜36はいずれも本発明の好適な範囲内の試料であり、アルゴンプラズマ処理後の接合剥がれは、全て5%未満と良好な数値であった。   Sample No. in Table 3 31 to 36 are all samples within the preferred range of the present invention, and the peeling of the joint after the argon plasma treatment was a good value of less than 5%.

特に、ロウ材層の端面が内側に凹んでいる領域の深さがロウ材層の厚みの0.1倍〜10倍である試料No.32〜35は、アルゴンプラズマ処理後の接合剥がれが2.9%以下とより優れていた。   In particular, Sample No. in which the depth of the region where the end face of the brazing material layer is recessed inward is 0.1 to 10 times the thickness of the brazing material layer. Nos. 32 to 35 were more excellent in bonding peeling after argon plasma treatment of 2.9% or less.

しかし、ロウ材層の端面が内側に凹んでいる領域の深さがロウ材層の厚みの0.1倍〜10倍の範囲から外れる試料No.31および36は、アルゴンプラズマ処理後の接合剥がれが3.5%、3.6%となり、アルゴンプラズマ処理後の接合剥がれがやや劣ることが分かった。   However, the sample No. 1 in which the depth of the region where the end face of the brazing material layer is recessed inward is out of the range of 0.1 to 10 times the thickness of the brazing material layer. Nos. 31 and 36 showed 3.5% and 3.6% bond peeling after the argon plasma treatment, and it was found that the bond peeling after the argon plasma treatment was slightly inferior.

実施例1と同様の方法でウェハ支持部材を作製し、得られたウェハ支持部材のロウ材層厚みの3分の1を図2のD)のように楕円形状の一部からなる形状に凹ませるジグを使って、ロウ材層の端面を手作業にてなぞり、ab比を変えてウェハ支持部材を作製した。そして、実施例1と同様に評価した。表4にその結果を示す。

Figure 0004762064
A wafer support member was produced in the same manner as in Example 1, and one-third of the brazing material layer thickness of the obtained wafer support member was recessed into an elliptical shape as shown in FIG. Using a jig, a wafer support member was fabricated by manually tracing the end face of the brazing material layer and changing the ab ratio. And it evaluated similarly to Example 1. FIG. Table 4 shows the results.
Figure 0004762064

表4は全て本発明の好適な範囲内の例なので、アルゴンプラズマ処理後の接合剥がれは全て5%以内と良好であったが、ロウ材層の端面が楕円形状の一部からなりab比が0.1と小さい試料No.41では、アルゴンプラズマ処理後の接合剥がれが2.5%であったのに対して、ab比が0.2%の試料No.42では、剥がれは1.9%と大幅に改善されることが分かった。   Since Table 4 is an example within the preferred range of the present invention, all of the peel-off after argon plasma treatment was good within 5%, but the end face of the brazing material layer was part of an elliptical shape and the ab ratio was Sample No. as small as 0.1 In No. 41, the sample peel-off after the argon plasma treatment was 2.5%, whereas the ab ratio was 0.2%. In 42, it was found that peeling was greatly improved to 1.9%.

実施例1と同様の方法で得られたウェハ支持部材のロウ材層を厚みの全体に渡って図2のD)のように凹ませるジグを使って、ロウ材層の端面を手作業にてなぞり、凹みの深さを変えてウェハ支持部材を作製した。そして、実施例1と同様に評価した。表5にその結果を示す。

Figure 0004762064
Using a jig for recessing the brazing material layer of the wafer support member obtained in the same manner as in Example 1 as shown in FIG. By tracing and changing the depth of the recess, wafer support members were produced. And it evaluated similarly to Example 1. FIG. Table 5 shows the results.
Figure 0004762064

表5のいずれも本発明の好適な範囲内の例なので、アルゴンプラズマ処理後の接合剥がれは全て5%以内になった。   Since all of Table 5 are examples within the preferable range of the present invention, all of the peeling-off after the argon plasma treatment was within 5%.

さらに、ロウ材層の端面が、厚み方向で内側に湾曲して凹んでいる深さがロウ材層の厚みの0.1倍〜10倍である試料No.52〜54は、アルゴンプラズマ処理後の接合剥がれが1.9%以下となりより好ましいことが分かった。   Further, the depth of the end face of the brazing material layer curved inward in the thickness direction and recessed is 0.1 to 10 times the thickness of the brazing material layer. As for 52-54, it turned out that joining peeling after argon plasma processing becomes 1.9% or less, and is more preferable.

実施例1と同様の方法でウェハ支持部材を得る際にロウ材層の端面を金属層の外周縁よりも内側に位置させるため、あらかじめ、ロウ材のロウ付け前の寸法とロウ付け後のロウ材流れの位置との関係を把握しておき、ロウ付け後にロウ材層の端面が金属層の外周縁よりも内側の所望の位置である、外周縁からロウ材層の厚みの0.05倍〜外周縁から金属層の最大直径の0.25倍の範囲になるようにロウ材の大きさを調節してウェハ支持部材を作製した。   In order to position the end face of the brazing material layer on the inner side of the outer peripheral edge of the metal layer when the wafer support member is obtained by the same method as in Example 1, the dimensions before brazing of the brazing material and the brazing after brazing are preliminarily determined. Know the relationship with the position of the material flow, and after brazing, the end surface of the brazing material layer is the desired position inside the outer periphery of the metal layer, 0.05 times the thickness of the brazing material layer from the outer periphery A wafer support member was manufactured by adjusting the size of the brazing material so that the outer peripheral edge was 0.25 times the maximum diameter of the metal layer.

そして、実施例1と同様に評価した。   And it evaluated similarly to Example 1. FIG.

さらに、ウェハ支持部材の金属−セラミック複合部材側の内部に50℃の温水を流し、シリコンウェハを載置し、IRカメラにて、シリコンウェハの中心部5点および外周部5点の計10点の温度を測定し、最大温度から最低温度を差し引いた温度を均熱性の目安とした。表6にその結果を示す。

Figure 0004762064
Moreover, the metal of the wafer support member - ceramic multi case member side internally flushed with hot water 50 ° C., and then placed on a silicon wafer, by IR cameras, a total of central 5-point and the outer peripheral portion 5 points of the silicon wafer Ten temperatures were measured, and the temperature obtained by subtracting the minimum temperature from the maximum temperature was used as a standard for soaking. Table 6 shows the results.
Figure 0004762064

表6のいずれも本発明の好適な範囲内の例なのでアルゴンプラズマ処理後の接合剥がれは5%以下となったが、金属層間におけるロウ材層の端面は、前記金属層の外周縁よりも内側に位置している試料No.61〜69は、アルゴンプラズマ処理後の接合剥がれは1.5%以下と小さく優れていることが分かった。   Since all of Table 6 are examples within the preferred range of the present invention, the bond peeling after the argon plasma treatment was 5% or less, but the end face of the brazing material layer between the metal layers was inside the outer peripheral edge of the metal layer. Sample No. located in Nos. 61 to 69 were found to be excellent because the peel-off after argon plasma treatment was as small as 1.5% or less.

また、前記ロウ材層の端面は、前記金属層の外周縁よりも前記ロウ材層の厚みの0.1倍〜前記金属層の最大直径の0.18倍の範囲で内側に位置している試料No.61〜65は、アルゴンプラズマ処理後の接合剥がれは0.5%以下で均熱は1.9℃以下と小さく最も優れていることが分かった。   Further, the end surface of the brazing material layer is located on the inner side in the range of 0.1 times the thickness of the brazing material layer to 0.18 times the maximum diameter of the metal layer, relative to the outer peripheral edge of the metal layer. Sample No. Nos. 61 to 65 were found to be the most excellent, with the peel-off after argon plasma treatment being 0.5% or less and soaking being 1.9 ° C. or less.

しかし、前記金属層の外周縁よりも内側に位置している金属層間におけるロウ材層の端面の位置が、金属層の外周縁よりの距離がロウ材厚みの0.1倍より小さい0.09倍や0.05倍である試料No.66、No.67は、アルゴンプラズマ処理後の接合剥がれが0.9%、1.5%とやや大きかった。   However, the position of the end face of the brazing material layer between the metal layers located on the inner side of the outer peripheral edge of the metal layer is 0.09, where the distance from the outer peripheral edge of the metal layer is smaller than 0.1 times the brazing material thickness. Sample No. which is double or 0.05 times 66, no. In No. 67, the peel-off after argon plasma treatment was slightly large, 0.9% and 1.5%.

また、金属層間におけるロウ材層の端面の位置が金属層の外周縁から金属層の最大径である直径の0.2倍および0.25倍である試料No.68、69は、均熱性が5℃、5.1℃と大きく悪化した。   In addition, Sample Nos. In which the position of the end face of the brazing material layer between the metal layers is 0.2 times and 0.25 times the maximum diameter of the metal layer from the outer periphery of the metal layer. In 68 and 69, the thermal uniformity was greatly deteriorated to 5 ° C and 5.1 ° C.

実施例1と同様の方法でウェハ支持部材を作製し、そのアルミニウムロウ付け時にアルミニウムロウ材の厚みを変えてウェハ支持部材を作製した。得られたウェハ支持部材を真空中にてアルゴンプラズマ中に100時間晒し、アルゴンプラズマに晒す前後でのロウ材層の接合状態を観察した。ロウ材層の接合状態の評価は超音波探傷法を用いて行なった。超音波探傷法でロウ材層の剥がれていると判断される部分の面積を、ロウ材層の凹みの先端部分を最外周とした接合面積で除した値を用いて剥がれの評価を行なった。全く剥がれがなければ0%であり、全面が剥がれていれば100%となる。その後、−10℃〜100℃の温度サイクルを200サイクル実施した。その後、セラミック部材の割れの有無を蛍光探傷法にて測定した。表7に結果を示す。

Figure 0004762064
A wafer support member was produced in the same manner as in Example 1, and the wafer support member was produced by changing the thickness of the aluminum brazing material during the aluminum brazing. The obtained wafer support member was exposed to argon plasma in vacuum for 100 hours, and the bonding state of the brazing material layer before and after exposure to argon plasma was observed. The joining state of the brazing material layer was evaluated using an ultrasonic flaw detection method. Peeling was evaluated using a value obtained by dividing the area of the portion judged to be the peeling of the brazing material layer by the ultrasonic flaw detection method by the joining area with the tip of the dent of the brazing material layer being the outermost periphery. If there is no peeling, it is 0%, and if the whole surface is peeled, it is 100%. Thereafter, a temperature cycle of −10 ° C. to 100 ° C. was performed 200 cycles. Thereafter, the presence or absence of cracks in the ceramic member was measured by a fluorescent flaw detection method. Table 7 shows the results.
Figure 0004762064

本発明の好適な範囲内の例であるロウ材層の厚みが接合面の最大径の100ppm〜3000ppmである試料No.71〜75のアルゴンプラズマ処理後の接合剥がれは全て2.9%以下であり、且つ温度サイクルによるクラックの発生はなかった。   Sample Nos. In which the thickness of the brazing material layer, which is an example within the preferred range of the present invention, is 100 ppm to 3000 ppm of the maximum diameter of the joint surface. All of the peeling-off after the argon plasma treatment of 71 to 75 was 2.9% or less, and no crack was generated due to the temperature cycle.

しかし、アルミニウムロウ材層の厚みが接合面の最大径の100ppm未満である試料No.76、77は、温度サイクルに対してロウ材層の変形が十分でないため、セラミック部材にクラックが発生した。また、アルミニウムロウ材層の厚みが接合面の最大径の3000ppmを超える試料No.78、79では、アルゴンプラズマに晒した後にロウ材層の剥がれが4.0%、4.1%と悪化した。   However, the sample No. 1 in which the thickness of the aluminum brazing material layer is less than 100 ppm of the maximum diameter of the joint surface. In Nos. 76 and 77, cracks occurred in the ceramic member because the brazing material layer was not sufficiently deformed with respect to the temperature cycle. In addition, the sample No. 2 in which the thickness of the aluminum brazing material layer exceeds 3000 ppm of the maximum diameter of the joint surface. In Nos. 78 and 79, peeling of the brazing material layer deteriorated to 4.0% and 4.1% after exposure to argon plasma.

実施例1と同様の方法でウェハ支持部材を作製し、そのアルミニウムロウ付け時に荷重を変更することによりアルミニウムロウ材の気孔率を変えた。   A wafer support member was produced in the same manner as in Example 1, and the porosity of the aluminum brazing material was changed by changing the load when brazing the aluminum.

作製したウェハ支持部材100を図4に示すように真空容器41の中にOリング48でシールしてボルト49で固定した。そして、42の方向からヘリウムガスを流し、43から真空引きしてHeリーク量の有無を評価した。Heリークの有無の確認はHeリークディテクタを用いて行なった。   The produced wafer support member 100 was sealed in a vacuum vessel 41 with an O-ring 48 and fixed with bolts 49 as shown in FIG. Then, helium gas was allowed to flow from the direction 42 and vacuum was drawn from 43 to evaluate the presence or absence of the He leak amount. The presence or absence of He leak was confirmed using a He leak detector.

その後、−10℃〜100℃の温度サイクルを200サイクル実施した。その後、セラミック部材12の割れの有無を蛍光探傷法にて測定した。その後、アルミニウムロウ材層14を切り出し、アルキメデス法にて気孔率を算出した。表8に結果を示す。

Figure 0004762064
Thereafter, a temperature cycle of −10 ° C. to 100 ° C. was performed 200 cycles. Thereafter, the presence or absence of cracks in the ceramic member 12 was measured by a fluorescent flaw detection method. Thereafter, the aluminum brazing material layer 14 was cut out, and the porosity was calculated by the Archimedes method. Table 8 shows the results.
Figure 0004762064

本発明の好適な範囲内の例であるロウ材層の気孔率が1%〜10%である試料No.81〜85では、Heリークがなく、且つ温度サイクル後にセラミック部材のクラックがなかった。   Sample No. 1 having a porosity of 1% to 10% of the brazing material layer, which is an example within the preferred range of the present invention. In 81-85, there was no He leak and there was no crack of the ceramic member after the temperature cycle.

しかし、ロウ材層の気孔率が1.0%を下回る0.1%、0.5%である試料No.86、No.87は、温度サイクル後のセラミック部材にクラックが観察された。また、ロウ材層の気孔率が10%を超える11%、15%である試料No.88、No.89では、図4に示すHeリーク試験でHeリークが観察された。   However, the sample Nos. In which the porosity of the brazing material layer is 0.1% and 0.5% below 1.0%. 86, no. In No. 87, cracks were observed in the ceramic member after the temperature cycle. Sample Nos. 11 and 15% having a porosity of the brazing material layer exceeding 10% were obtained. 88, no. In No. 89, a He leak was observed in the He leak test shown in FIG.

本発明のセラミック部材と金属−セラミック複合部材との接合体を用いたウェハ支持部材の実施の形態の一例の概略構成を示す断面図である。Ceramic member and the metal of the present invention - is a sectional view showing a schematic structure of an embodiment of the wafer support member using a bonded body of the ceramic multi engagement member. A)〜F)は、それぞれ本発明のセラミック部材と金属−セラミック複合部材との接合体におけるロウ材層の外周の凹みを示す端面付近の拡大断面図である。A) to F), the ceramic member and the metal of the present invention, respectively - is an enlarged cross-sectional view in the vicinity of the end face showing a recess of the outer periphery of the brazing material layer of the bonded structure of the ceramic multi engagement member. 本発明のセラミック部材と金属−セラミック複合部材との接合体におけるロウ材層の外周の凹みを示す拡大断面図である。Ceramic member and the metal of the present invention - is an enlarged cross-sectional view showing a recess of the outer periphery of the brazing material layer of the bonded structure of the ceramic multi engagement member. 本発明のウェハ支持部材のHeリーク試験の測定方法を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the measuring method of the He leak test of the wafer support member of this invention. 従来の技術のセラミック部材と金属−セラミック複合部材との接合体の断面図である。Ceramic member and the metal of the prior art - is a cross-sectional view of a joined body of the ceramic multi engagement member. 従来の技術のセラミック部材と金属−セラミック複合部材との接合体におけるロウ材層の外周の凹みを示す断面図である。Ceramic member and the metal of the prior art - is a sectional view showing a recess of the outer periphery of the brazing material layer of the bonded structure of the ceramic multi engagement member.

符号の説明Explanation of symbols

1.接合体
11.静電吸着用電極
12.セラミック部材
13.金属層
14.ロウ材層
15.金属層
16.金属−セラミックス複合部材
17.端子
34.最大剪断応力発生部位
48.Oリング
49.ボルト
51.静電チャック用のセラミック焼結体プレート
52.静電吸着用電極
53.スルーホール
54.接合材
55.セラミック・アルミニウム複合材プレート
61.セラミック部材
62.金属層
63.ロウ材層
64.金属層
65.金属−セラミック複合材料
100.ウェハ支持部材
1. 10. Bonded body Electrostatic adsorption electrode 12. Ceramic member 13. Metal layer 14. Brazing material layer 15. Metal layer 16. Metal-ceramic composite member 17. Terminal 34. Maximum shear stress generation site 48. O-ring 49. Bolt 51. Ceramic sintered body plate for electrostatic chuck 52. Electrostatic adsorption electrode 53. Through hole 54. Bonding material 55. Ceramic / aluminum composite plate 61. Ceramic member 62. Metal layer 63. Brazing material layer 64. Metal layer 65. Metal - ceramic double if material 100. Wafer support member

Claims (16)

セラミック部材と金属−セラミック複合部材とを互いに対向する主面にそれぞれ形成した金属層間でロウ材層を介して接合してなり、前記金属層間における前記ロウ材層の外周端面は、前記金属層の外周縁よりも内側に位置しており、厚み方向の中央部の少なくとも前記ロウ材層の厚みの3分の1の領域が内側に凹んでいることを特徴とするセラミック部材と金属−セラミック複合部材との接合体。 Ceramic member and a metal - ceramic multi case be bonded via a brazing material layer and a member of metal layers formed respectively on opposite major surfaces to each other, the outer peripheral end face of the brazing material layer in the metal layers, the metal A ceramic member and a metal-ceramic, wherein the ceramic member is located on the inner side of the outer peripheral edge of the layer, and at least one third of the thickness of the brazing material layer is recessed in the middle in the thickness direction. conjugates with click double coupling member. 前記ロウ材層の内側に凹んでいる領域の厚み方向の断面形状が湾曲していることを特徴とする請求項1記載のセラミック部材と金属−セラミック複合部材との接合体。 Conjugates of ceramic multi engagement member - ceramic member and a metal according to claim 1, wherein the cross-sectional shape in the thickness direction of the area is recessed inwardly of the brazing material layer is characterized by being curved. 前記ロウ材層の内側に凹んでいる領域の深さが前記ロウ材層の厚みの0.1倍〜10倍であることを特徴とする請求項1記載のセラミック部材と金属−セラミック複合部材との接合体。 Claim 1, wherein the ceramic member and metal, wherein the depth of the region are recessed to the inside of the brazing material layer is 0.1 to 10 times the thickness of the brazing material layer - ceramic multi case A joined body with a member. 前記ロウ材層の端面は、厚み方向で内側に湾曲して凹んでいることを特徴とする請求項1記載のセラミック部材と金属−セラミック複合部材との接合体。 The end face of the brazing material layer, a ceramic member and a metal according to claim 1, wherein the recessed curved in the thickness direction inside - ceramic joined body of the multi coupling member. 前記ロウ材層の内側に凹んでいる深さが前記ロウ材層の厚みの0.1倍〜10倍であることを特徴とする請求項4記載のセラミック部材と金属−セラミック複合部材との接合体。 Claim 4, wherein the ceramic member and metal, wherein the depth is recessed inwardly of the brazing material layer is 0.1 to 10 times the thickness of the brazing material layer - and the ceramic multi engagement member The joined body. 前記ロウ材層の端面は、前記金属層の外周縁から前記ロウ材層の厚みの0.1倍〜前記金属層の最大径の0.18倍の範囲で内側に位置していることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のセラミック部材と金属−セラミック複合部材との接合体。 An end surface of the brazing material layer is located on the inner side in a range of 0.1 times the thickness of the brazing material layer to 0.18 times the maximum diameter of the metal layer from the outer periphery of the metal layer. ceramic member and a metal according to any one of claims 1 to 5, - ceramic joined body of the multi coupling member. 前記ロウ材層は、アルミニウムロウ材またはインジウムロウ材からなることを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載のセラミック部材と金属−セラミック複合部材との接合体。 The brazing material layer is a ceramic member and a metal according to any one of claims 1 to 6, characterized in that it consists of an aluminum brazing material or indium brazing material - ceramic joined body of the multi coupling member. 前記ロウ材層の厚みが接合面の最大径の100ppm〜3000ppmであることを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載のセラミック部材と金属−セラミック複合部材との接合体。 Ceramic joined body of the multi engagement member - ceramic member and a metal according to any one of claims 1 to 6, wherein the thickness of the brazing material layer is 100ppm~3000ppm the largest diameter of the joint surface. 前記ロウ材層の気孔率が1%〜10%であることを特徴とする請求項1〜のいずれか
に記載のセラミック部材と金属−セラミック複合部材との接合体。
Ceramic joined body of the multi engagement member - ceramic member and a metal according to any one of claims 1 to 6, wherein the porosity of the brazing material layer is 1% to 10%.
請求項1〜のいずれかに記載のセラミック部材と金属−セラミック複合部材との接合体を備え、前記セラミック部材は、板状であって前記金属−セラミック複合部材側の主面に対向する他方の主面がウェハ載置面であることを特徴とするウェハ支持部材。 Ceramic member and a metal according to any one of claims 1 to 9 - ceramic provided with a bonded body of the click double coupling member, the ceramic member, the metal a plate-like - ceramic main surface of the multi coupling member side A wafer supporting member, wherein the other main surface facing the wafer is a wafer mounting surface. 前記セラミック部材は、ヒータを内蔵していることを特徴とする請求項10記載のウェハ支持部材。 The wafer support member according to claim 10 , wherein the ceramic member incorporates a heater. 前記セラミック部材は、静電吸着用電極を内蔵していることを特徴とする請求項10に記載のウェハ支持部材。 The wafer support member according to claim 10 , wherein the ceramic member includes an electrode for electrostatic adsorption. 前記セラミック部材は、静電吸着用電極を内蔵していることを特徴とする請求項11に記載のウェハ支持部材。 The wafer support member according to claim 11 , wherein the ceramic member includes an electrode for electrostatic adsorption. 請求項11に記載のウェハ支持部材の他方の主面にウェハを載せて、前記ヒータにより前記ウェハを加熱した後、前記ウェハに対してプラズマを用いた成膜処理またはプラズマを用いたエッチング処理を行なうことを特徴とするウェハの処理方法。 A wafer is placed on the other main surface of the wafer support member according to claim 11, and after the wafer is heated by the heater, a film forming process using plasma or an etching process using plasma is performed on the wafer. A wafer processing method comprising: 請求項12に記載のウェハ支持部材の他方の主面にウェハを載せて、前記静電吸着電極に電圧を印加して前記ウェハを吸着しつつ、前記ウェハに対してプラズマを用いた成膜処理またはプラズマを用いたエッチング処理を行なうことを特徴とするウェハの処理方法。 A film forming process using plasma on the wafer while placing the wafer on the other main surface of the wafer support member according to claim 12 and applying a voltage to the electrostatic adsorption electrode to adsorb the wafer. Alternatively, a wafer processing method comprising performing an etching process using plasma. 請求項13に記載のウェハ支持部材の他方の主面にウェハを載せて、前記静電吸着電極に電圧を印加して前記ウェハを吸着するとともに前記ヒータにより前記ウェハを加熱した後、前記ウェハに対してプラズマを用いた成膜処理またはプラズマを用いたエッチング処理を行なうことを特徴とするウェハの処理方法。 A wafer is placed on the other main surface of the wafer support member according to claim 13 , a voltage is applied to the electrostatic adsorption electrode to adsorb the wafer, and the wafer is heated by the heater, and then applied to the wafer. A wafer processing method comprising performing a film forming process using plasma or an etching process using plasma.
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