JP7148446B2 - 接合体および接合体の製造方法 - Google Patents
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Description
以下の実施の形態では、接合体を加工した製品としてウエハ支持体を挙げて説明する。ウエハ支持体は、シリコンウエハ等の半導体基板を支持できればよく、吸着機構や加熱機構を備えていてもよい。例えば、ウエハ支持体は、単にウエハを搭載するサセプタであってもよい。また、ウエハ支持体は、搭載されたウエハに対して吸着力を生じる静電チャックや、ウエハを加熱するヒータであってもよい。また、ウエハ支持体が支持する対象物は、主にウエハであるが、その他の部材や部品を支持するものであってもよい。
本発明者は、ウエハ支持体に適した材料を見出すために鋭意検討した結果、加工性がよい(快削性を有する)いわゆるマシナブルセラミックスからなる焼結体が好ましいことを見出した。
まず、後述する各実施例や各比較例の配合量に応じて、窒化硼素、酸化ジルコニウム、窒化珪素および炭化珪素等のセラミックス成分となる主原料粉末と、セラミックス成分の合計を100質量%とした場合に、3~25質量%の焼結助剤粉末と、を混合して原料粉末を調製する。この混合は、例えば、湿式ボールミル等により行うことができる。
次に、各実施例や各参考例、各比較例に係る接合体の特性について説明する。各実施例等におけるセラミックス成分の含有量は表1に示すとおりである。なお、表1には示していないが、各実施例等に係る接合基材1、2には、セラミックス成分以外に適量の焼結助剤成分も含まれている。
図5は、4点曲げ強度試験を説明するための模式図である。接合基材1(第1の部品24)と接合基材2(第2の部品26)とを接合層22によって接合し、接合体28とした後に切断し、所定形状の直方体の試験片30を作製した。試験片30の両端近傍を下方から支持した状態で、接合層22を挟んだ両側の領域に上方から荷重をかけ、破断したときの荷重から接合強度を算出する。
図6は、水没法による気密性評価を説明するための模式図である。気密性の評価は、一辺20mmの立方体形状の2つの接合基材32、34を接合層22を介して接合した接合体28を作製する。次に、超硬製ドリルを使用して接合層22を貫通する位置までφ3mmの穴36を明ける。その後、穴36に外部から0.2MPaの圧力で空気を送り、接合体28を水中38に水没させ、接合層22の部分から気泡が発生するか確認した。表1に示すように、実施例1~実施例7、9に係る接合体では、気泡の発生が見られず、十分な気密性を有することがわかった。一方、実施例8や比較例2、6に係る接合体では、気泡の発生が見られ、気密性が不十分であった。なお、参考例1、2、比較例1、3~5、7に係る接合基材同士では、接合ができなかったため、評価は未実施である。
Claims (8)
- 窒化硼素を20~50質量%含み、残部が窒化珪素および炭化珪素からなる群から選択された少なくとも1つ以上の材料からなるセラミックスである第1の部品と、
窒化硼素を40~60質量%含み、残部が酸化ジルコニウム、窒化珪素および炭化珪素からなる群から選択された少なくとも1つ以上の材料からなるセラミックスである第2の部品と、
前記第1の部品と前記第2の部品とを接合する接合層と、
を有し、
前記接合層は、セラミックス材料を含む絶縁材料であることを特徴とする接合体。 - 前記第1の部品は、曲げ強度が800MPa以下、ヤング率が250GPa以下、ビッカース硬度が10GPa以下である材料からなることを特徴とする請求項1に記載の接合体。
- 前記接合層は、希土類酸化物、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムまたは酸化珪素からなる群より選択された少なくとも二つ以上の材料を含む接合剤が用いられていることを特徴とする請求項1または2に記載の接合体。
- 前記接合剤は、希土類酸化物を25~65質量%、酸化アルミニウムおよび酸化マグネシウムの少なくとも一方の材料を1~50質量%、および残部に酸化珪素を含有していることを特徴とする請求項3に記載の接合体。
- 前記接合層は、融点が1600℃以下である接合剤を有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の接合体。
- 前記接合層は、厚みが10~100μmであることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の接合体。
- 前記第1の部品は、ウエハが搭載される搭載面を有する板状部品であり、
前記第2の部品は、前記第1の部品の前記搭載面と反対側に設けられている柱状部品であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の接合体。 - 窒化硼素を20~50質量%含み、残部が窒化珪素および炭化珪素からなる群から選択された少なくとも1つ以上の材料からなるセラミックスである第1の部品と、窒化硼素を40~60質量%含み、残部が酸化ジルコニウム、窒化珪素および炭化珪素からなる群から選択された少なくとも1つ以上の材料からなるセラミックスである第2の部品との接合面に接合剤を塗布し、不活性雰囲気中において1400~1600℃に加熱し、該接合面に作用する圧力が所定の値以下の状態で前記第1の部品と前記第2の部品とを接合する接合体の製造方法。
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US20030231850A1 (en) | 2002-03-18 | 2003-12-18 | Filhaber John F. | Optical fiber array |
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