JP7064987B2

JP7064987B2 - セラミックス接合体

Info

Publication number: JP7064987B2
Application number: JP2018141072A
Authority: JP
Inventors: 耕平三矢; 貴道小川; 秀夫丹下; 元樹堀田
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Priority date: 2017-07-31
Filing date: 2018-07-27
Publication date: 2022-05-11
Anticipated expiration: 2038-07-27
Also published as: JP2019026550A

Description

本明細書に開示される技術は、セラミックス接合体に関する。

半導体製造装置用部品として、サセプタ（加熱装置）が用いられる。サセプタは、例えば、内部にヒータを有する板状のセラミックス製の保持部材と、保持部材の一方の面側に配置される円筒状のセラミックス製の支持部材と、保持部材と支持部材との間に配置され、保持部材の一方の面と支持部材の一方の面とを接合する接合部とを備える。保持部材の一方の面とは反対側の保持面にウェハが配置される。サセプタは、ヒータに電圧が印加されることにより発生する熱を利用して、保持面に配置されたウェハを加熱する。

このようなサセプタは、セラミックス部材（保持部材、支持部材）の熱膨張率と接合部の熱膨張率とが互いに異なる場合、周囲の温度を高温から下げる際（降温時）にセラミックス部材と接合部との間に収縮差が生じ、例えば接合部にマイクロクラックが発生するおそれがある。マイクロクラックが発生すると、セラミックス部材同士の接合強度が低下したり、セラミックス部材同士の間の気密性が低下したりするおそれがある。従来のサセプタでは、保持部材と支持部材とが接合部を介して対向する対向方向において、接合部の寸法が一律５（μｍ）より大きい構成であるため、特に、マイクロクラックが発生しやすい（例えば特許文献１，２参照）。

特開２００１－３３２５２５号公報特開２０１４－６５６３１号公報

上記の問題を回避するために、セラミックス部材と接合部との熱膨張率が略同一になるような材料により接合部を形成する方法が考えられる。しかし、セラミックス部材の熱膨張率は、セラミックス部材の形成材料によって比較的に大きく異なることがあるため、特に、セラミックス部材と同じ熱膨張率の材料により接合部を形成しようとすると、接合部の形成材料の選択が大きく制約される。

なお、このような課題は、サセプタを構成する保持部材と支持部材との接合体に限らず、例えば静電チャック等の保持装置を構成するセラミックス部材同士の接合体にも共通の課題である。また、このような課題は、保持装置に限らず、例えばシャワーヘッド等の半導体製造装置用部品を構成するセラミックス部材同士の接合体に共通の課題である。

本明細書では、上述した課題を解決することが可能な技術を開示する。

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

（１）本明細書に開示されるセラミックス接合体は、第１のセラミックス部材と、第２のセラミックス部材と、前記第１のセラミックス部材と前記第２のセラミックス部材との間に配置され、前記第１のセラミックス部材と前記第２のセラミックス部材とを接合し、熱膨張率が前記第１のセラミックス部材および前記第２のセラミックス部材の熱膨張率より大きい材料により形成された接合部と、を備えるセラミックス接合体において、前記セラミックス接合体の少なくとも１つの断面であって、前記第１のセラミックス部材と前記第２のセラミックス部材とが前記接合部を介して対向する第１の方向に平行な前記少なくとも１つの断面に、前記第１の方向の前記接合部の寸法がＤ（μｍ）（但し、Ｄ（μｍ）は、０．５（μｍ） ≦ Ｄ（μｍ） ≦ ５（μｍ）とする）未満である第１の部分と、前記第１の方向の前記接合部の寸法がＤ（μｍ）以上である第２の部分と、を含む領域が存在する。本セラミックス接合体によれば、セラミックス接合体の第１の方向に平行な少なくとも１つの断面に、次の領域が存在する。該領域は、第１の方向の接合部の寸法がＤ（μｍ）未満である第１の部分と、第１の方向の接合部の寸法がＤ（μｍ）以上である第２の部分とを含む。但し、Ｄ（μｍ）は、０．５（μｍ） ≦ Ｄ（μｍ） ≦ ５（μｍ）とする。これにより、例えば接合部の上下方向の寸法が一律５（μｍ）以上である構成に比べて、セラミックス部材と接合部との収縮差によるマイクロクラックの発生を抑制することができる。また、例えば接合部の上下方向の寸法が一律０．５（μｍ）未満の所定値である構成に比べて、第１の部分と第２の部分とにより形成された凹凸によるアンカー効果により第１のセラミックス部材と第２のセラミックス部材との接合強度の低下を抑制することができる。すなわち、接合部におけるマイクロクラックの発生の抑制と、第１のセラミックス部材と第２のセラミックス部材との接合強度の低下の抑制とを図ることができる。

（２）上記セラミックス接合体において、前記領域は、前記第２の部分の両側に位置する一対の前記第１の部分を含む構成としてもよい。本セラミックス接合体によれば、領域は、第２の部分の両側に位置する一対の第１の部分を含む。これにより、仮に、第２の部分にマイクロクラックが発生したとしても、第２の部分の両側に位置する第１の部分により、発生したクラックが進展することを抑制することができる。

（３）上記セラミックス接合体において、前記第１のセラミックス部材と前記第２のセラミックス部材とは、いずれも、ＡｌＮを主成分とする材料により形成されており、前記接合部は、ＧｄとＡｌとを含む複合酸化物を含み、ＡｌＮを含まない構成としてもよい。一般に、ＡｌＮを主成分とする材料により形成されたセラミックス部材は、比較的に熱伝導率が高いというメリットがある。一方、本セラミックス接合体によれば、接合部は、第１のセラミックス部材および第２のセラミックス部材より熱膨張率が高く、さらに、ＧｄとＡｌとを含む複合酸化物を含み、ＡｌＮを含まない。このような組み合わせのセラミックス部材と接合部とを用いた場合においても、接合部の接合強度の低下を抑制することができる。

なお、本明細書に開示される技術は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、静電チャック、真空チャック等の保持装置、サセプタ等の加熱装置、シャワーヘッド等の半導体製造装置用部品、それらの製造方法の形態で実現することが可能である。

本実施形態におけるサセプタ１００の外観構成を概略的に示す斜視図である。本実施形態におけるサセプタ１００のＸＺ断面構成を概略的に示す説明図である。本実施形態におけるサセプタ１００の製造方法を示すフローチャートである。サセプタ１００の性能評価の結果を示す説明図である。実施例１のサセプタ１００のＳＥＭ画像を模式的に示す説明図である。比較例１のサセプタ１００のＳＥＭ画像を模式的に示す説明図である。

Ａ．実施形態：
Ａ－１．サセプタ１００の構成：
図１は、本実施形態におけるサセプタ１００の外観構成を概略的に示す斜視図であり、図２は、本実施形態におけるサセプタ１００のＸＺ断面構成を概略的に示す説明図である。各図には、方向を特定するための互いに直交するＸＹＺ軸が示されている。本明細書では、便宜的に、Ｚ軸正方向を上方向といい、Ｚ軸負方向を下方向というものとするが、サセプタ１００は実際にはそのような向きとは異なる向きで設置されてもよい。サセプタ１００は、特許請求の範囲におけるセラミックス接合体に相当し、上下方向は、特許請求の範囲における第１の方向に相当する。

サセプタ１００は、対象物（例えばウェハＷ）を保持しつつ所定の処理温度に加熱する装置であり、例えば半導体装置の製造工程で使用される薄膜形成装置（例えばＣＶＤ装置やスパッタリング装置）やエッチング装置（例えばプラズマエッチング装置）に備えられている。サセプタ１００は、所定の配列方向（本実施形態では上下方向（Ｚ軸方向））に並べて配置された保持部材１０および支持部材２０を備える。保持部材１０と支持部材２０とは、保持部材１０の下面（以下、「保持側接合面Ｓ２」という）と支持部材２０の上面（以下、「支持側接合面Ｓ３」という）とが上記配列方向に対向するように配置されている。サセプタ１００は、さらに、保持部材１０の保持側接合面Ｓ２と支持部材２０の支持側接合面Ｓ３との間に配置された接合層３０を備える。保持部材１０は、特許請求の範囲における第１のセラミックス部材に相当し、支持部材２０は、特許請求の範囲における第２のセラミックス部材に相当し、接合層３０は、特許請求の範囲における接合部に相当する。

（保持部材１０）
保持部材１０は、例えば円形平面の板状部材であり、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）を主成分とするセラミックスにより形成されている。なお、ここでいう主成分とは、含有割合（重量割合）の最も多い成分を意味する。保持部材１０の直径は、例えば１００（ｍｍ）～５００（ｍｍ）程度であり、保持部材１０の厚さは、例えば３（ｍｍ）～１５（ｍｍ）程度である。

保持部材１０の内部には、導電性材料（例えば、タングステンやモリブデン等）により形成された線状の抵抗発熱体で構成されたヒータ５０が設けられている。ヒータ５０の一対の端部は、保持部材１０の中央部付近に配置されている。また、保持部材１０の内部には、一対のビア５２が設けられている。各ビア５２は、上下方向に延びる線状の導電体であり、各ビア５２の上端は、ヒータ５０の各端部に接続されており、各ビア５２の下端は、保持部材１０の保持側接合面Ｓ２側に配置されている。また、保持部材１０の保持側接合面Ｓ２の中央部付近には、一対の受電電極５４が配置されている。各受電電極５４は、各ビア５２の下端に接続されている。これにより、ヒータ５０と各受電電極５４とが電気的に接続されている。

（支持部材２０）
支持部材２０は、例えば上下方向に延びた円筒状部材であり、支持側接合面Ｓ３（上面）から下面Ｓ４まで上下方向に貫通する貫通孔２２が形成されている。支持部材２０は、保持部材１０と同様に、ＡｌＮを主成分とするセラミックスにより形成されている。支持部材２０の外径は、例えば３０（ｍｍ）～９０（ｍｍ）程度であり、内径は、例えば１０（ｍｍ）～６０（ｍｍ）程度であり、上下方向の長さは、例えば１００（ｍｍ）～３００（ｍｍ）程度である。支持部材２０の貫通孔２２内には、一対の電極端子５６が収容されている。各電極端子５６は、上下方向に延びる棒状の導電体である。各電極端子５６の上端は、各受電電極５４にロウ付けにより接合されている。一対の電極端子５６に電源（図示せず）から電圧が印加されると、ヒータ５０が発熱することによって保持部材１０が温められ、保持部材１０の上面（以下、「保持面Ｓ１」という）に保持されたウェハＷが温められる。なお、ヒータ５０は、保持部材１０の保持面Ｓ１をできるだけ満遍なく温めるため、例えばＺ方向視で略同心円状に配置されている。また、支持部材２０の貫通孔２２内には、熱電対の２本の金属線６０（図２では１本のみ図示）が収容されている。各金属線６０は、上下方向に延びるように配置され、各金属線６０の上端部分６２は、保持部材１０の中央部に埋め込まれている。これにより、保持部材１０内の温度が測定され、その測定結果に基づきウェハＷの温度制御が実現される。

（接合層３０）
接合層３０は、円環状のシート層であり、保持部材１０の保持側接合面Ｓ２と支持部材２０の支持側接合面Ｓ３とを接合している。本実施形態では、接合層３０は、例えば、Ｇｄ（ガドリニウム）とＡｌ（アルミニウム）とを含む複合酸化物を含む材料により形成されている。具体的には、接合層３０は、ＧｄＡｌＯ_３と、Ａｌ_２Ｏ_３（アルミナ）とを含み、ＡｌＮを含まない材料により形成されている。なお、本明細書において、「ＡｌＮを含まない」とは、接合層３０において、複数のＡｌＮ粒子の凝集体であって、互いに隣り合う複数のＡｌＮ粒子によって囲まれた隙間を有する凝集体を、含まないことを意味する。なお、サセプタ１００の断面視において、接合層３０（接合部）と保持部材１０との境界付近において、遊離したＡｌＮ粒子間に接合層３０（接合部）の一部が入り込んでいることがあるが、この形態は隙間を有する凝集体には該当しない。接合層３０の外径は、例えば３０（ｍｍ）～９０（ｍｍ）程度であり、内径は、例えば１０（ｍｍ）～６０（ｍｍ）程度である。

本実施形態のサセプタ１００の特定断面には、次述する特定領域が存在する。特定断面は、サセプタ１００の上下方向に平行な少なくとも１つの断面である。特定領域は、上下方向において、接合層３０の寸法がＤ（μｍ）未満である第１の部分３４と、接合層３０の寸法がＤ（μｍ）以上である第２の部分３２とを含む領域である。但し、Ｄ（μｍ）は、０．５（μｍ） ≦ Ｄ（μｍ） ≦ ５（μｍ）とする。第１の部分３４と第２の部分３２との特定方法の一例は次の通りである。例えば、接合層３０を含むサセプタ１００の断面を切り出し、接合層３０付近の断面をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で観察する。接合層３０のＺ軸方向の寸法がＤ（μｍ）未満である部分を、第１の部分３４であるとし、接合層３０の寸法がＤ（μｍ）以上である部分を、第２の部分３２であるとした。なお、接合層３０の上下方向の平均寸法は、１（μｍ）以上、４（μｍ）以下であることが好ましい。第１の部分３４の寸法と第２の部分３２の寸法との比率は、５０～９０％：１０～５０％であることが好ましい。また、第１の部分３４の寸法の最小値は０（μｍ）であり、第２の部分３２の寸法の最大値は１０（μｍ）であることが好ましい。

Ａ－２．サセプタ１００の製造方法：
次に、本実施形態におけるサセプタ１００の製造方法を説明する。図３は、本実施形態におけるサセプタ１００の製造方法を示すフローチャートである。はじめに、保持部材１０と支持部材２０とを準備する（Ｓ１１０）。上述したように、保持部材１０と支持部材２０とは、いずれもＡｌＮを主成分とするセラミックスにより形成されている。なお、保持部材１０および支持部材２０は、公知の製造方法によって製造可能であるため、ここでは製造方法の説明を省略する。

次に、接合層３０の形成材料であるペースト状の接合剤を準備する（Ｓ１２０）。具体的には、Ｇｄ_２Ｏ_３（ガドリニア）粉末とＡｌ_２Ｏ_３粉末とを所定の割合で混合し、さらに、アクリルバインダおよびブチルカルビトールと共に混合することにより、ペースト状の接合剤を形成する。なお、ペースト状の接合剤の形成材料の組成比は、例えば、Ｇｄ_２Ｏ_３が２４ｍｏｌ％であり、Ａｌ_２Ｏ_３が７６ｍｏｌ％であることが好ましい。次に、保持部材１０と支持部材２０との間に、準備されたペースト状の接合剤を配置する（Ｓ１３０）。具体的には、保持部材１０の保持側接合面Ｓ２と支持部材２０の支持側接合面Ｓ３とをラップ研磨し、各接合面Ｓ２，Ｓ３の表面粗さを１μｍ以下、平坦度を１０μｍ以下にする。さらに、接合面Ｓ２．Ｓ３の少なくとも一方の面を、粒度が比較的に小さい（粗い）第１の砥石で研磨する第１の工程と、その後、第１の砥石より粒度が大きい（細かい）第２の砥石で研磨しつつ、第１の工程で形成された研磨痕の溝を一部残す第２の工程とを実施する。そして、保持部材１０の保持側接合面Ｓ２と支持部材２０の支持側接合面Ｓ３との少なくとも一方に、マスク印刷により、ペースト状の接合剤を塗布して脱脂処理をする。塗布するペーストの厚みは、例えば、接合後の接合層３０の厚みがＤ（μｍ）付近になるように調整する。その後、支持部材２０の支持側接合面Ｓ３と保持部材１０の保持側接合面Ｓ２とを、ペースト状の接合剤を介して重ね合わせることにより、保持部材１０と支持部材２０との積層体を形成する。これにより、第１の部分３４と第２の部分３２とを含む接合層３０を形成することができる。

次に、保持部材１０と支持部材２０との積層体をホットプレス炉内に配置し、窒素中で加圧しつつ加熱する（Ｓ１４０）。これにより、ペースト状の接合剤が溶融して接合層３０が形成され、保持部材１０と支持部材２０とが接合層３０により接合される。この加熱・加圧接合における圧力は、０．０１ＭＰａ以上、１５ＭＰａ以下の範囲内に設定されることが好ましい。加熱・加圧接合における圧力が０．０１ＭＰａ以上に設定されると、被接合部材（保持部材１０や支持部材２０）の表面にうねり等があった場合でも被接合部材間に接合されない隙間が生じることが抑制され、初期の接合強度が低下することを抑制することができる。また、加熱・加圧接合における圧力が１５ＭＰａ以下に設定されると、保持部材１０の割れや支持部材２０の変形が発生することを抑制することができる。

また、この加熱・加圧接合における温度は、１７５０（℃）まで上昇させることが好ましい。加熱・加圧接合における温度が１７５０（℃）まで上昇したら、１７５０（℃）の状態を約１０（分）維持した後、ホットプレス炉内の温度を室温まで下げる。加熱・加圧接合の後、必要により後処理（外周や上下面の研磨、端子の形成等）を行う。以上の製造方法により、上述した構成のサセプタ１００が製造される。なお、加熱・加圧接合時（１７５０（℃））のサセプタ１００の前駆体においても、上述した特定断面および特定領域を有することで、室温まで温度を下げた際にも、第１の部分３４と第２の部分３２とによって形成された凹凸によるアンカー効果により、保持部材１０と支持部材２０との接合強度の低下を抑制することができる。

Ａ－３．性能評価：
実施例１～４のサセプタ１００と比較例１，２のサセプタとについて、以下に説明する性能評価を行った。

Ａ－３－１．実施例１～４および比較例１，２について：
図４は、サセプタ１００の性能評価の結果を示す説明図である。実施例１～４のサセプタ１００と比較例１，２のサセプタとは、上述した製造方法で製造されたものである。まず、実施例１～４のサセプタ１００と比較例１，２のサセプタとは、以下の点で共通している。
（保持板の構成）
・材料：ＡｌＮを主成分とするセラミックス
・直径：１００（ｍｍ）～５００（ｍｍ）
・厚さ：３（ｍｍ）～１５（ｍｍ）
（支持体の構成）
・材料：ＡｌＮを主成分とするセラミックス
・外径：３０（ｍｍ）～９０（ｍｍ）
・内径：１０（ｍｍ）～６０（ｍｍ）
・上下方向の長さ：１００（ｍｍ）～３００（ｍｍ）
（接合層の外形）
・外径：３０（ｍｍ）～９０（ｍｍ）
・内径：１０（ｍｍ）～６０（ｍｍ）

次に、実施例１～４のサセプタ１００と比較例１，２のサセプタとは、接合層３０の厚さが互いに異なる。具体的には、実施例１のサセプタ１００における接合層３０の最小厚さ（上下方向の最小寸法）は０．５（μｍ）であり、接合層３０の最大厚さ（上下方向の最大寸法）は５（μｍ）である。実施例２のサセプタ１００における接合層３０の最小厚さは２（μｍ）であり、接合層３０の最大厚さは５（μｍ）である。実施例３のサセプタ１００における接合層３０の最小厚さは０．２５（μｍ）であり、接合層３０の最大厚さは４．５（μｍ）である。実施例４のサセプタ１００における接合層３０の最小厚さは０．２（μｍ）であり、接合層３０の最大厚さは３（μｍ）である。比較例１のサセプタにおける接合層の最小厚さは５（μｍ）であり、接合層３０の最大厚さは８（μｍ）である。比較例２のサセプタにおける接合層の最小厚さは９（μｍ）であり、接合層３０の最大厚さは１２．５（μｍ）である。

Ａ－３－２．評価手法：
接合層の接合強度の評価として、実施例１～４のサセプタ１００と比較例１，２のサセプタとについて、Ｈｅ（ヘリウム）リーク試験とＳＥＭ観察とを行った。

（Ｈｅリーク試験）
Ｈｅリーク試験では、例えば、実施例１のサセプタ１００の支持部材２０の下側開口端にＨｅリークディテクタ（図示せず）を連結し、接合層３０の外周側からＨｅガスを吹き付ける。そして、Ｈｅリークディテクタの検出結果に基づき、接合層３０におけるＨｅのリークの検出の有無を確認した。Ｈｅのリークが検出されることは、接合層３０中に空洞が存在しているために接合強度が低いことを意味する。

（ＳＥＭ観察）
ＳＥＭ観察では、例えば実施例のサセプタ１００の保持部材１０と支持部材２０と接合層３０とを含む所定サイズの接合部分を試験片として切り出して、その試験片をＳＥＭにより観察した。

Ａ－３－３．評価結果：
（Ｈｅリーク試験）
実施例１～４のサセプタ１００では、Ｈｅリーク試験において、Ｈｅのリークは検出されなかった。一方、比較例１，２のサセプタでは、Ｈｅリーク試験において、Ｈｅのリークが検出された。

（ＳＥＭ観察）
図５は、実施例１のサセプタ１００のＳＥＭ画像を模式的に示す説明図であり、図６は、比較例１のサセプタのＳＥＭ画像を模式的に示す説明図である。図５に示すように、実施例１のサセプタ１００では、第１の部分３４における接合層３０の厚さ（平均厚さ）Ｄ２はＤ（μｍ）未満であり、第２の部分３２における接合層３０の厚さＤ１は、Ｄ（μｍ）以上である。実施例１のサセプタ１００では、マイクロクラックは確認されなかった。一方、図６に示すように、比較例１のサセプタでは、接合層の厚さＤＸが一律５（μｍ）以上であり、マイクロクラックが確認された。これにより、実施例１のサセプタ１００では、接合層の厚さが一律５（μｍ）以上である比較例１，２のサセプタに比べて、セラミックス部材と接合層との収縮差によるマイクロクラックの発生を抑制することができる。また、例えば接合層の厚さが一律５（μｍ）未満の所定値である構成に比べて、第１の部分３４と第２の部分３２とにより形成された凹凸によるアンカー効果により保持部材１０と支持部材２０との接合強度の低下を抑制することができる。すなわち、接合層３０におけるマイクロクラックの発生の抑制と、保持部材１０と支持部材２０との接合強度の低下の抑制とを図ることができる。なお、実施例２～４のサセプタ１００についても、実施例１のサセプタ１００と同様、ＳＥＭ画像において、第１の部分３４における接合層３０の厚さ（平均厚さ）はＤ（μｍ）未満であり、第２の部分３２における接合層３０の厚さは、Ｄ（μｍ）以上であり、また、マイクロクラックは確認されなかった。

また、実施例１のサセプタ１００では、１対の第１の部分３４が、上下方向に直交する面方向において、第２の部分３２の両側にそれぞれ位置している。これにより、仮に、第２の部分３２にマイクロクラックが発生したとしても、第２の部分３２の両側に位置する第１の部分３４により、発生したクラックが進展することを抑制することができる。そのため、マイクロクラックが連通して、接合層３０にＨｅリークの経路が形成されることを抑制することができる。

また、ＡｌＮを主成分とする材料により形成されたセラミックス部材（保持部材１０、支持部材２０）は、比較的に熱伝導率が高いというメリットがある。一方、本実施形態のサセプタ１００によれば、接合層３０は、保持部材１０および支持部材２０より熱膨張率が高く、さらに、ＧｄとＡｌとを含む複合酸化物を含み、ＡｌＮを含まない。このため、このような組み合わせのセラミックス部材と接合層とを用いた場合においても、接合層３０の接合強度の低下を抑制することができる。

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

上記実施形態における保持部材１０および支持部材２０を形成するセラミックスは、ＡｌＮを主成分として含んでいれば、他の元素を含んでいてもよい。また、保持部材１０および支持部材２０の少なくとも一方は、ＡｌＮを主成分としないセラミックスにより形成されているとしてもよい。また、接合層３０は、ＧｄＡｌＯ_３とＡｌ_２Ｏ_３（アルミナ）以外の、Ａｌを含む複合酸化物を主成分とする材料により形成されていてもよいし、ＡｌＮを含んでいてもよい。要するに、接合層３０は、保持部材１０および支持部材２０の熱膨張率より大きい材料により形成されていればよい。なお、接合層３０の熱膨張率が、保持部材１０および支持部材２０の熱膨張率より大きいか否かは、例えば次の工程（ａ）～（ｃ）を行うことによって判定することができる。
（ａ）接合層３０の断面のＳＥＭ観察およびＥＰＭＡ（ＥｌｅｃｔｒｏｎＰｒｏｂｅＭｉｃｒｏＡｎａｌｙｚｅｒ）、微小Ｘ線結晶構造解析（ＸＲＤ）を行い、接合層３０を構成する化合物の同定および構成比を調べる。
（ｂ）接合層３０を構成する化合物の熱膨張率を文献等によって調べる（文献等でも分からない場合には、サンプルを作製して、そのサンプルの熱膨張率を測定する）
（ｃ）求めた接合層３０の熱膨張率を、保持部材１０および支持部材２０の熱膨張率と比較する。

また、接合層３０は、外部に露出し、かつ、第１のセラミックス部材（保持部材１０）と第２のセラミックス部材（支持部材２０）との両方に接触し、ＡｌＮを主成分とする材料により形成された第１の接合部と、Ａｌを含む複合酸化物を主成分とする材料により形成された第２の接合部と、を含む構成であるとしてもよい。

上記実施形態において、第１の部分３４が、上下方向に直交する面方向において、第２の部分３２の一方側だけに位置しているとしてもよい。このような構成でも、該一方側において、発生したクラックが進展することを抑制することができる。例えば、上記実施形態において、接合層３０の外周側では、接合層３０の内周側に比べて、接合層の厚さがＤ（μｍ）以上である第２の部分３２が多く形成されることによってマイクロクラックが発生しやすい。しかし、例えば、第２の部分３２より接合層３０の内周側に、接合層の厚さがＤ（μｍ）未満である第１の部分３４が位置している構成では、発生したマイクロクラックが接合層３０の内周側に進展することを抑制することができる。

上記実施形態において、保持部材１０と支持部材２０とが、一体の接合層３０ではなく、複数の接合部分によって接合されているとしてもよい。具体的には、保持部材１０と支持部材２０との間に、保持部材１０と支持部材２０との対向方向に直交する一の仮想平面上に配置された複数の接合部分が離散的に形成されているとともに、保持部材１０と支持部材２０とが、保持部材１０および支持部材２０の形成材料であるＡｌＮ粒子を介して部分的に連結されているとしてもよい。

また、上記実施形態におけるサセプタ１００の製造方法はあくまで一例であり、種々変形可能である。例えば、接合層３０の厚みの調整は、次の方法（１）～（４）の少なくとも１つを行うことにより、接合後の接合層３０の厚みを薄くすることができる。
（１）被接合部（保持部材１０の保持側接合面Ｓ２、および、支持部材２０の支持側接合面Ｓ３の少なくとも一方）の平面度（平面形体の幾何学的に正しい平面からの狂いの大きさ）を上げる（幾何学的に正しい平面に近づける）方法
（２）被接合部（保持部材１０の保持側接合面Ｓ２、および、支持部材２０の支持側接合面Ｓ３の少なくとも一方）の表面粗さを小さくする方法
（３）被接合部（保持部材１０の保持側接合面Ｓ２、および、支持部材２０の支持側接合面Ｓ３の少なくとも一方）への接合剤の印刷厚みを薄くする方法
（４）Ｓ１４０における接合時の加熱時間を長くすることにより、接合剤の形成材料を被接合部（保持部材１０の保持側接合面Ｓ２、および、支持部材２０の支持側接合面Ｓ３の少なくとも一方）側に拡散させる方法
なお、接合後の接合層３０の厚みの調整のために、方法（１）～（３）を行うこと、方法（１）（２）（４）を行うことや、方法（１）～（４）を行うことが、より好ましい。

本発明は、サセプタ１００に限らず、ポリイミドヒータ等の他の加熱装置、セラミックス板とベース板とを備え、セラミックス板の表面上に対象物を保持する保持装置（例えば、静電チャックや真空チャック）、シャワーヘッド等の他の半導体製造装置用部品にも適用可能である。

１０：保持部材２０：支持部材２２：貫通孔３０：接合層３２：第２の部分３４：第１の部分５０：ヒータ５２：ビア５４：受電電極５６：電極端子６０：金属線６２：上端部分１００：サセプタＤ１：第２の部分の厚さＤ２：第１の厚さの厚さＤＸ：厚さＳ１：保持面Ｓ２：保持側接合面Ｓ３：支持側接合面Ｓ４：下面Ｗ：ウェハ

Claims

第１のセラミックス部材と、
第２のセラミックス部材と、
前記第１のセラミックス部材と前記第２のセラミックス部材との間に配置され、前記第１のセラミックス部材と前記第２のセラミックス部材とを接合し、熱膨張率が前記第１のセラミックス部材および前記第２のセラミックス部材の熱膨張率より大きい材料により形成された接合部と、を備えるセラミックス接合体において、
前記セラミックス接合体の少なくとも１つの断面であって、前記第１のセラミックス部材と前記第２のセラミックス部材とが前記接合部を介して対向する第１の方向に平行な前記少なくとも１つの断面に、前記第１の方向の前記接合部の寸法がＤ（μｍ）（但し、Ｄ（μｍ）は、０．５（μｍ） ≦ Ｄ（μｍ） ≦ ５（μｍ）とする）未満である第１の部分と、前記第１の方向の前記接合部の寸法がＤ（μｍ）以上である第２の部分と、を含む領域が存在する、
ことを特徴とするセラミックス接合体。
請求項１に記載のセラミックス接合体において、
前記領域は、前記第２の部分の両側に位置する一対の前記第１の部分を含む、
ことを特徴とするセラミックス接合体。
請求項１または請求項２に記載のセラミックス接合体において、
前記第１のセラミックス部材と前記第２のセラミックス部材とは、いずれも、ＡｌＮを主成分とする材料により形成されており、
前記接合部は、ＧｄとＡｌとを含む複合酸化物を含み、ＡｌＮを含まない、
ことを特徴とする、セラミックス接合体。