JPH10209255A - セラミックス部材と電力供給用コネクターとの接合構造 - Google Patents
セラミックス部材と電力供給用コネクターとの接合構造Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】金属部材が埋設されているセラミックス部材と
電力供給用コネクターとの接合構造であって、酸化性雰
囲気下で、高温や熱サイクルにさらされても、高い接合
強度と良好な導通性能を保持できるようにする。 【解決手段】セラミックス部材１に孔４が設けられてい
る。孔４に金属部材５の一部が露出している。孔４内に
筒状雰囲気保護体９が挿入されている。雰囲気保護体９
の内側に、電力供給用コネクター８と応力緩和用の低熱
膨張導体７とが挿入されている。雰囲気保護体９とコネ
クター８とが接合されている。低熱膨張導体７および雰
囲気保護体９が、金属部材５に対して接合されている。
好ましくは、雰囲気保護体９とコネクター８とがろう材
によって気密に接合されており、低熱膨張導体７および
雰囲気保護体９が、金属部材５に対してろう材によって
気密に接合されている。
電力供給用コネクターとの接合構造であって、酸化性雰
囲気下で、高温や熱サイクルにさらされても、高い接合
強度と良好な導通性能を保持できるようにする。 【解決手段】セラミックス部材１に孔４が設けられてい
る。孔４に金属部材５の一部が露出している。孔４内に
筒状雰囲気保護体９が挿入されている。雰囲気保護体９
の内側に、電力供給用コネクター８と応力緩和用の低熱
膨張導体７とが挿入されている。雰囲気保護体９とコネ
クター８とが接合されている。低熱膨張導体７および雰
囲気保護体９が、金属部材５に対して接合されている。
好ましくは、雰囲気保護体９とコネクター８とがろう材
によって気密に接合されており、低熱膨張導体７および
雰囲気保護体９が、金属部材５に対してろう材によって
気密に接合されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、セラミックス部材と電
力供給用コネクターとの接続構造に関するものである。
力供給用コネクターとの接続構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】現在、半導体ウエハーの搬送、露光、Ｃ
ＶＤ、スパッタリング等の成膜プロセス、微細加工、洗
浄、エッチング、ダイシング等の工程において、半導体
ウエハーを吸着し、保持するために、静電チャックが使
用されている。こうした静電チャックの基材として、緻
密質セラミックスが注目されている。特に半導体製造装
置においては、エッチングガスやクリーニングガスとし
て、ＣｌＦ 3 等のハロゲン系腐食性ガスを多用する。ま
た、半導体ウエハーを保持しつつ、急速に加熱し、冷却
させるためには、静電チャックの基材が高い熱伝導性を
備えていることが望まれる。また、急激な温度変化によ
って破壊しないような耐熱衝撃性を備えていることが望
まれる。緻密な窒化アルミニウムおよびアルミナは、前
記のようなハロゲン系腐食性ガスに対して高い耐食性を
備えている。
ＶＤ、スパッタリング等の成膜プロセス、微細加工、洗
浄、エッチング、ダイシング等の工程において、半導体
ウエハーを吸着し、保持するために、静電チャックが使
用されている。こうした静電チャックの基材として、緻
密質セラミックスが注目されている。特に半導体製造装
置においては、エッチングガスやクリーニングガスとし
て、ＣｌＦ 3 等のハロゲン系腐食性ガスを多用する。ま
た、半導体ウエハーを保持しつつ、急速に加熱し、冷却
させるためには、静電チャックの基材が高い熱伝導性を
備えていることが望まれる。また、急激な温度変化によ
って破壊しないような耐熱衝撃性を備えていることが望
まれる。緻密な窒化アルミニウムおよびアルミナは、前
記のようなハロゲン系腐食性ガスに対して高い耐食性を
備えている。
【０００３】また、半導体製造装置の分野において、プ
ラズマを発生させるための高周波電極を内蔵したサセプ
ターが実用化されているが、こうした高周波電力発生装
置の分野においても、窒化アルミニウムや緻密質アルミ
ナの基材中に金属電極を埋設している。更に、半導体製
造装置の分野において、各プロセス中、ウエハーの温度
を制御するために、窒化アルミニウムやアルミナ基材中
に金属抵抗体を埋設したセラミックスヒーターも実用化
されている。
ラズマを発生させるための高周波電極を内蔵したサセプ
ターが実用化されているが、こうした高周波電力発生装
置の分野においても、窒化アルミニウムや緻密質アルミ
ナの基材中に金属電極を埋設している。更に、半導体製
造装置の分野において、各プロセス中、ウエハーの温度
を制御するために、窒化アルミニウムやアルミナ基材中
に金属抵抗体を埋設したセラミックスヒーターも実用化
されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】これらの各装置におい
ては、窒化アルミニウム等のセラミックス基材中に金属
電極を埋設し、外部の電力供給用コネクターに対して金
属電極を電気的に接続する必要がある。しかし、こうし
た接続部分は、酸化性雰囲気下、更には腐食性ガス雰囲
気下で、非常な高温と低温との熱サイクルにさらされ
る。このような悪条件下においても、長期間高い接合強
度と良好な電気的接続とを保持することが望まれてい
る。
ては、窒化アルミニウム等のセラミックス基材中に金属
電極を埋設し、外部の電力供給用コネクターに対して金
属電極を電気的に接続する必要がある。しかし、こうし
た接続部分は、酸化性雰囲気下、更には腐食性ガス雰囲
気下で、非常な高温と低温との熱サイクルにさらされ
る。このような悪条件下においても、長期間高い接合強
度と良好な電気的接続とを保持することが望まれてい
る。
【０００５】本発明者は、このような接続構造について
研究を続けてきた。例えば、特願平８−２４８３５号明
細書においては、電力供給用コネクターの先端部分とサ
セプター中の金属電極とを、耐食性の高いＡｌ合金ろ
う、Ｃｕ合金ろう、Ｎｉ合金ろうによって接合すること
を開示した。また、特願平８−２４８３６号明細書にお
いては、メッシュ状ないしは網状の金属電極をＡｌＮセ
ラミックス内に埋設させ、メッシュの一部を露出させ、
メッシュの露出部分とＡｌＮセラミックスとの双方を電
力供給用コネクターの先端面にろう付けすることを提案
した。
研究を続けてきた。例えば、特願平８−２４８３５号明
細書においては、電力供給用コネクターの先端部分とサ
セプター中の金属電極とを、耐食性の高いＡｌ合金ろ
う、Ｃｕ合金ろう、Ｎｉ合金ろうによって接合すること
を開示した。また、特願平８−２４８３６号明細書にお
いては、メッシュ状ないしは網状の金属電極をＡｌＮセ
ラミックス内に埋設させ、メッシュの一部を露出させ、
メッシュの露出部分とＡｌＮセラミックスとの双方を電
力供給用コネクターの先端面にろう付けすることを提案
した。
【０００６】これらの明細書においては、ハロゲン系腐
食性ガスおよびそのプラズマに対して高い耐食性を有す
るろう付け方法を提案しているが、しかし、コネクター
と金属電極との接続構造において、酸化性雰囲気下で、
高温や熱サイクルにさらされても、高い接合強度と良好
な導通性能を保持するような特定の接合構造は、いまだ
詳しく検討されていない。
食性ガスおよびそのプラズマに対して高い耐食性を有す
るろう付け方法を提案しているが、しかし、コネクター
と金属電極との接続構造において、酸化性雰囲気下で、
高温や熱サイクルにさらされても、高い接合強度と良好
な導通性能を保持するような特定の接合構造は、いまだ
詳しく検討されていない。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、金属部材が埋
設されているセラミックス部材と電力供給用コネクター
との接合構造であって、セラミックス部材に孔が設けら
れており、この孔に金属部材の一部が露出しており、孔
内に筒状雰囲気保護体が挿入されており、この筒状雰囲
気保護体の内側に電力供給用コネクターと応力緩和用の
低熱膨張導体とが挿入されており、筒状雰囲気保護体と
電力供給用コネクターとが接合されており、低熱膨張導
体および筒状雰囲気保護体が金属部材に対して接合され
ていることを特徴とする、接合構造に係るものである。
設されているセラミックス部材と電力供給用コネクター
との接合構造であって、セラミックス部材に孔が設けら
れており、この孔に金属部材の一部が露出しており、孔
内に筒状雰囲気保護体が挿入されており、この筒状雰囲
気保護体の内側に電力供給用コネクターと応力緩和用の
低熱膨張導体とが挿入されており、筒状雰囲気保護体と
電力供給用コネクターとが接合されており、低熱膨張導
体および筒状雰囲気保護体が金属部材に対して接合され
ていることを特徴とする、接合構造に係るものである。
【０００８】本発明者は、孔内に筒状雰囲気保護体を挿
入し、この筒状雰囲気保護体の内側に電力供給用コネク
ターと応力緩和用の低熱膨張導体とを挿入し、筒状雰囲
気保護体と電力供給用コネクターとを接合し、かつ、低
熱膨張導体および筒状雰囲気保護体を金属部材に対して
接合するという構造を想到し、実験を行ったところ、他
の構造よりもはるかに耐熱性、耐食性が高く、酸化性雰
囲気または腐食性雰囲気下で熱サイクルにさらされて
も、高い接合強度と良好な導通性能を保持することを確
認し、本発明に到達した。
入し、この筒状雰囲気保護体の内側に電力供給用コネク
ターと応力緩和用の低熱膨張導体とを挿入し、筒状雰囲
気保護体と電力供給用コネクターとを接合し、かつ、低
熱膨張導体および筒状雰囲気保護体を金属部材に対して
接合するという構造を想到し、実験を行ったところ、他
の構造よりもはるかに耐熱性、耐食性が高く、酸化性雰
囲気または腐食性雰囲気下で熱サイクルにさらされて
も、高い接合強度と良好な導通性能を保持することを確
認し、本発明に到達した。
【０００９】
【発明の実施形態】以下、図面を参照しつつ、本発明の
各実施形態を述べる。本発明の作用効果等は、以下の説
明から一層明確になるであろう。図１は、本発明の一実
施形態に係る接合構造を示す断面図である。図３（ａ）
は、プラズマ発生用電極装置１のうち一部を切り欠いて
示す斜視図であり、図３（ｂ）は、金網からなる電極３
を示す斜視図である。
各実施形態を述べる。本発明の作用効果等は、以下の説
明から一層明確になるであろう。図１は、本発明の一実
施形態に係る接合構造を示す断面図である。図３（ａ）
は、プラズマ発生用電極装置１のうち一部を切り欠いて
示す斜視図であり、図３（ｂ）は、金網からなる電極３
を示す斜視図である。
【００１０】略円盤形状のセラミックス基材２の内部
に、金網からなる電極３が埋設されている。２ａは半導
体ウエハーの設置面であり、２ｂは背面である。基材２
の所定箇所に、半導体ウエハーを昇降させるためのピン
を通す孔１３が形成されている。電極３は、図３
（ａ）、（ｂ）に示すような金網によって形成されてい
る。金網３は、円形の枠線３ａと、枠線３ａの内部に縦
横に形成されている線３ｂとからなっており、これらの
間に網目１４が形成されている。
に、金網からなる電極３が埋設されている。２ａは半導
体ウエハーの設置面であり、２ｂは背面である。基材２
の所定箇所に、半導体ウエハーを昇降させるためのピン
を通す孔１３が形成されている。電極３は、図３
（ａ）、（ｂ）に示すような金網によって形成されてい
る。金網３は、円形の枠線３ａと、枠線３ａの内部に縦
横に形成されている線３ｂとからなっており、これらの
間に網目１４が形成されている。
【００１１】基材２の背面２ｂ側には孔４が設けられて
いる。基材２中には網状の電極３が埋設されており、か
つ金属の粉末焼結体５が埋設されている。粉末焼結体５
の一方の表面５ａが孔４の底面４ａ側に露出しており、
粉末焼結体５の他方の表面５ｂが金属電極３に対して接
触している。
いる。基材２中には網状の電極３が埋設されており、か
つ金属の粉末焼結体５が埋設されている。粉末焼結体５
の一方の表面５ａが孔４の底面４ａ側に露出しており、
粉末焼結体５の他方の表面５ｂが金属電極３に対して接
触している。
【００１２】孔４の中に、本実施形態では円筒形状の雰
囲気保護体９が挿入されている。雰囲気保護体９の外側
面９ａと孔４の内側面との間には、若干の隙間１８が設
けられている。雰囲気保護体９の内側空間の下方には、
例えば円盤形状の低熱膨張導体７が収容され、設置され
ている。
囲気保護体９が挿入されている。雰囲気保護体９の外側
面９ａと孔４の内側面との間には、若干の隙間１８が設
けられている。雰囲気保護体９の内側空間の下方には、
例えば円盤形状の低熱膨張導体７が収容され、設置され
ている。
【００１３】低熱膨張導体７の下側面７ｂと孔４の底面
４ａとの間、および下側面７ｂと粉末焼結体５との間
が、好ましくはろう材からなる導電性接合層６Ａによっ
て気密に接合されている。また、雰囲気保護体９の下側
面９ｄと底面４ａとの間も、導電性接合層６Ａによって
接合されている。
４ａとの間、および下側面７ｂと粉末焼結体５との間
が、好ましくはろう材からなる導電性接合層６Ａによっ
て気密に接合されている。また、雰囲気保護体９の下側
面９ｄと底面４ａとの間も、導電性接合層６Ａによって
接合されている。
【００１４】電力供給用コネクター８は、プラズマ発生
用電極装置１外の本体部分８ｂ、円環形状のフランジ部
分８ｃ、および先端部分８ｄを備えており、先端部分８
ｄが雰囲気保護体９内に収容されている。雰囲気保護体
９の内周面９ｂと、低熱膨張導体７および先端部分８ｄ
との間には、若干の隙間１９が設けられている。雰囲気
保護体９の上側面９ｃとフランジ部分８ｃとの間は、好
ましくはろう材からなる導電性接合層６Ｃが形成されて
いる。これと共に、コネクター８の先端面８ａと、低熱
膨張導体７の上側面７ａとの間には、導電性接合層６Ｂ
が形成されている。
用電極装置１外の本体部分８ｂ、円環形状のフランジ部
分８ｃ、および先端部分８ｄを備えており、先端部分８
ｄが雰囲気保護体９内に収容されている。雰囲気保護体
９の内周面９ｂと、低熱膨張導体７および先端部分８ｄ
との間には、若干の隙間１９が設けられている。雰囲気
保護体９の上側面９ｃとフランジ部分８ｃとの間は、好
ましくはろう材からなる導電性接合層６Ｃが形成されて
いる。これと共に、コネクター８の先端面８ａと、低熱
膨張導体７の上側面７ａとの間には、導電性接合層６Ｂ
が形成されている。
【００１５】こうした接合構造を有するプラズマ発生用
電極装置を製造するためには、好ましくは、図２に示す
ように、セラミックスの原料からなる成形体１０を作成
し、この成形体１０を焼成する。成形体１０中には、網
状の金属電極３と、粉末焼結体の原料である金属粉末の
成形体１１が埋設されている。ただし、１０ａは半導体
ウエハーの設置面側であり、１０ｂは背面側である。こ
の成形体１０を焼成することによって、同時に粉末成形
体１１を焼結させて粉末焼結体５を得る。そして、背面
２ｂ側から研削加工を施し、孔４を形成する。
電極装置を製造するためには、好ましくは、図２に示す
ように、セラミックスの原料からなる成形体１０を作成
し、この成形体１０を焼成する。成形体１０中には、網
状の金属電極３と、粉末焼結体の原料である金属粉末の
成形体１１が埋設されている。ただし、１０ａは半導体
ウエハーの設置面側であり、１０ｂは背面側である。こ
の成形体１０を焼成することによって、同時に粉末成形
体１１を焼結させて粉末焼結体５を得る。そして、背面
２ｂ側から研削加工を施し、孔４を形成する。
【００１６】本発明においては、低熱膨張導体は、熱膨
張率が、少なくとも４００℃以下で８．０×１０- 6 ／
℃以下の材質からなる導体を言う。具体的には、低熱膨
張導体の材質としては、モリブデン、タングステン、モ
リブデン−タングステン合金、タングステン−銅−ニッ
ケル合金、コバールが好ましい。雰囲気保護体の材質
は、純ニッケル、ニッケル基耐熱合金、金、白金、銀、
およびこれらの合金とすることが好ましい。コネクター
の材質は、雰囲気に対する耐食性の高い金属であること
が好ましく、具体的には、純ニッケル、ニッケル基耐熱
合金、金、白金、銀、およびこれらの合金が好ましい。
張率が、少なくとも４００℃以下で８．０×１０- 6 ／
℃以下の材質からなる導体を言う。具体的には、低熱膨
張導体の材質としては、モリブデン、タングステン、モ
リブデン−タングステン合金、タングステン−銅−ニッ
ケル合金、コバールが好ましい。雰囲気保護体の材質
は、純ニッケル、ニッケル基耐熱合金、金、白金、銀、
およびこれらの合金とすることが好ましい。コネクター
の材質は、雰囲気に対する耐食性の高い金属であること
が好ましく、具体的には、純ニッケル、ニッケル基耐熱
合金、金、白金、銀、およびこれらの合金が好ましい。
【００１７】本発明の作用効果を、主として図１を参照
しつつ、更に説明する。コネクター８の材質としては、
耐酸化性のある金属が好ましいが、これらは一般的に熱
膨張率が大きく、セラミックス側との熱膨張差による応
力が大きい。このため、コネクター８とセラミックス基
材２とを直接にろう付けすると、両者の熱膨張差によっ
て接合強度が低下する傾向がある。この点を改善するた
めに、本発明においては、コネクター８とセラミックス
との間に低熱膨張導体７を設置し、コネクターとセラミ
ックスとの間の応力差を緩和する構造を採用した。
しつつ、更に説明する。コネクター８の材質としては、
耐酸化性のある金属が好ましいが、これらは一般的に熱
膨張率が大きく、セラミックス側との熱膨張差による応
力が大きい。このため、コネクター８とセラミックス基
材２とを直接にろう付けすると、両者の熱膨張差によっ
て接合強度が低下する傾向がある。この点を改善するた
めに、本発明においては、コネクター８とセラミックス
との間に低熱膨張導体７を設置し、コネクターとセラミ
ックスとの間の応力差を緩和する構造を採用した。
【００１８】しかし、一般的に、熱膨張率の低い金属
（モリブデン、タングステン、モリブデン−タングステ
ン合金など）は、酸化されやすい。このため、低熱膨張
導体７が高温の酸化性雰囲気に触れると、低熱膨張導体
７が直ちに酸化し、接合強度の低下、電気抵抗の上昇を
招く。従って、低熱膨張導体７の材質として、熱膨張率
の低い金属を使用することは困難であった。
（モリブデン、タングステン、モリブデン−タングステ
ン合金など）は、酸化されやすい。このため、低熱膨張
導体７が高温の酸化性雰囲気に触れると、低熱膨張導体
７が直ちに酸化し、接合強度の低下、電気抵抗の上昇を
招く。従って、低熱膨張導体７の材質として、熱膨張率
の低い金属を使用することは困難であった。
【００１９】低熱膨張導体７を、アルミナ、窒化アルミ
ニウム等の絶縁性セラミックスからなる絶縁性の応力緩
和材によって置換すると、低熱膨張導体７の酸化という
問題は生じなくなると考えられる。しかし、この場合に
は応力緩和材は電流経路から外れ、応力緩和材とセラミ
ックス基材内部の金属部材との電気的接続が不可能にな
る。従って、基材内の金属部材に対して供給するべき電
力が制限される。
ニウム等の絶縁性セラミックスからなる絶縁性の応力緩
和材によって置換すると、低熱膨張導体７の酸化という
問題は生じなくなると考えられる。しかし、この場合に
は応力緩和材は電流経路から外れ、応力緩和材とセラミ
ックス基材内部の金属部材との電気的接続が不可能にな
る。従って、基材内の金属部材に対して供給するべき電
力が制限される。
【００２０】これに対して、本発明の構造によれば、低
熱膨張導体７と金属部材５との接続部分の面積が大き
く、この部分で低熱膨張導体７が電流経路に加わるため
に、大きな電流、例えば３０アンペア以上の大きさの電
流も、容易に流すことができる。
熱膨張導体７と金属部材５との接続部分の面積が大き
く、この部分で低熱膨張導体７が電流経路に加わるため
に、大きな電流、例えば３０アンペア以上の大きさの電
流も、容易に流すことができる。
【００２１】これと共に、本発明者は、筒状雰囲気保護
体９を孔４内に収容、設置し、雰囲気保護体９の内側空
間の下部に低熱膨張導体７を設置し、低熱膨張導体の上
側にコネクター８の先端部分８ｄを挿入した。
体９を孔４内に収容、設置し、雰囲気保護体９の内側空
間の下部に低熱膨張導体７を設置し、低熱膨張導体の上
側にコネクター８の先端部分８ｄを挿入した。
【００２２】これによって、低熱膨張導体７の側周面側
を雰囲気保護体９によって完全に包囲して保護した。し
かも、低熱膨張導体の上側にコネクター８を設置し、か
つその周囲を雰囲気保護体９で包囲した。従って、酸化
性雰囲気が低熱膨張導体７に至るまでの進入経路の長さ
が非常に大きくなった。これと同時に、コネクター８と
雰囲気保護体９とを導電性接合層６Ｃによって接合し、
この接合部分を気密に保持することで、低熱膨張導体７
の酸化性雰囲気からの隔離を、一層完全に確保すること
に成功した。
を雰囲気保護体９によって完全に包囲して保護した。し
かも、低熱膨張導体の上側にコネクター８を設置し、か
つその周囲を雰囲気保護体９で包囲した。従って、酸化
性雰囲気が低熱膨張導体７に至るまでの進入経路の長さ
が非常に大きくなった。これと同時に、コネクター８と
雰囲気保護体９とを導電性接合層６Ｃによって接合し、
この接合部分を気密に保持することで、低熱膨張導体７
の酸化性雰囲気からの隔離を、一層完全に確保すること
に成功した。
【００２３】更に、本実施形態においては、コネクター
８の先端部分８ｄ、導電性接合層６Ｂ、低熱膨張導体
７、導電性接合層６Ａおよび粉末焼結体５を経由する電
流経路と、フランジ部分８ｃ、導電性接合層６Ｃ、雰囲
気保護体９、導電性接合層６Ａを経由する電流経路とが
ある。この双方の電流経路があることによって、電極３
への電力供給量を一層増大させ、かつ安定化することが
できる。
８の先端部分８ｄ、導電性接合層６Ｂ、低熱膨張導体
７、導電性接合層６Ａおよび粉末焼結体５を経由する電
流経路と、フランジ部分８ｃ、導電性接合層６Ｃ、雰囲
気保護体９、導電性接合層６Ａを経由する電流経路とが
ある。この双方の電流経路があることによって、電極３
への電力供給量を一層増大させ、かつ安定化することが
できる。
【００２４】本発明においては、セラミックス基材内に
金属電極を埋設する場合には、金属電極を、面状の金属
バルク材とすることが好ましい。ここで、「面状の金属
バルク材」とは、例えば、線体あるいは板体を、らせん
状、蛇行状に配置することなく、例えば図３および図４
に示すように、金属を一体の面状として形成したものを
いう。
金属電極を埋設する場合には、金属電極を、面状の金属
バルク材とすることが好ましい。ここで、「面状の金属
バルク材」とは、例えば、線体あるいは板体を、らせん
状、蛇行状に配置することなく、例えば図３および図４
に示すように、金属を一体の面状として形成したものを
いう。
【００２５】金属電極は、アルミナ粉末や窒化アルミニ
ウム粉末等のセラミックス粉末と同時に焼成するので、
高融点金属で形成することが好ましい。こうした高融点
金属としては、タンタル，タングステン，モリブデン，
白金，レニウム、ハフニウム及びこれらの合金を例示で
きる。半導体汚染防止の観点から、更に、タンタル、タ
ングステン、モリブデン、白金及びこれらの合金が好ま
しい。
ウム粉末等のセラミックス粉末と同時に焼成するので、
高融点金属で形成することが好ましい。こうした高融点
金属としては、タンタル，タングステン，モリブデン，
白金，レニウム、ハフニウム及びこれらの合金を例示で
きる。半導体汚染防止の観点から、更に、タンタル、タ
ングステン、モリブデン、白金及びこれらの合金が好ま
しい。
【００２６】こうした面状のバルク材としては、次を例
示できる。 （１）薄板からなる、面状のバルク材。 （２）面状の電極の中に多数の小空間が形成されている
バルク材。これには、多数の小孔を有する板状体からな
るバルク材や、網状のバルク材を含む。多数の小孔を有
する板状体としては、パンチングメタルを例示できる。
ただし、バルク材が高融点金属からなり、かつパンチン
グメタルである場合には、高融点金属の硬度が高いの
で、高融点金属からなる板に多数の小孔をパンチによっ
て開けることは困難であり、加工コストも非常に高くな
る。この点、バルク材が金網である場合には、高融点金
属からなる線材が容易に入手でき、この線材を編組すれ
ば金網を製造できる。
示できる。 （１）薄板からなる、面状のバルク材。 （２）面状の電極の中に多数の小空間が形成されている
バルク材。これには、多数の小孔を有する板状体からな
るバルク材や、網状のバルク材を含む。多数の小孔を有
する板状体としては、パンチングメタルを例示できる。
ただし、バルク材が高融点金属からなり、かつパンチン
グメタルである場合には、高融点金属の硬度が高いの
で、高融点金属からなる板に多数の小孔をパンチによっ
て開けることは困難であり、加工コストも非常に高くな
る。この点、バルク材が金網である場合には、高融点金
属からなる線材が容易に入手でき、この線材を編組すれ
ば金網を製造できる。
【００２７】こうした金網のメッシュ形状、線径等は特
に限定しない。しかし、線径φ０．０３ｍｍ、１５０メ
ッシュ〜線径φ０．５ｍｍ、６メッシュにおいて、特に
問題なく使用できた。また、金網を構成する線材の幅方
向断面形状は、円形の他、楕円形、長方形等、種々の圧
延形状であってよい。ここで、１メッシュは１インチあ
たり１本という意味である。
に限定しない。しかし、線径φ０．０３ｍｍ、１５０メ
ッシュ〜線径φ０．５ｍｍ、６メッシュにおいて、特に
問題なく使用できた。また、金網を構成する線材の幅方
向断面形状は、円形の他、楕円形、長方形等、種々の圧
延形状であってよい。ここで、１メッシュは１インチあ
たり１本という意味である。
【００２８】図４（ａ）は、金属電極として使用できる
パンチングメタル１５を示す斜視図である。パンチング
メタル１５は円形をしており、円形の平板１５ａ内に多
数の円形孔１５ｂが、碁盤目形状に多数形成されてい
る。図４（ｂ）は、金属電極として使用できる円形の薄
板１６を示す斜視図である。
パンチングメタル１５を示す斜視図である。パンチング
メタル１５は円形をしており、円形の平板１５ａ内に多
数の円形孔１５ｂが、碁盤目形状に多数形成されてい
る。図４（ｂ）は、金属電極として使用できる円形の薄
板１６を示す斜視図である。
【００２９】図４（ｃ）は、金属電極として使用できる
薄板１７を示す平面図である。薄板１７内には、細長い
直線状の切り込み１７ｂ、１７ｃが、互いに平行に合計
６列形成されている。このうち、３列の切り込み１７ｂ
は、図４（ｃ）において下側に開口しており、残り３列
の切り込み１７ｃは、上側に開口している。切り込み１
７ｂと１７ｃとは、交互に配置されている。こうした形
状を採用した結果、薄板によって細長い導電路が形成さ
れている。この導電路の両端１７ａに端子を接続する。
薄板１７を示す平面図である。薄板１７内には、細長い
直線状の切り込み１７ｂ、１７ｃが、互いに平行に合計
６列形成されている。このうち、３列の切り込み１７ｂ
は、図４（ｃ）において下側に開口しており、残り３列
の切り込み１７ｃは、上側に開口している。切り込み１
７ｂと１７ｃとは、交互に配置されている。こうした形
状を採用した結果、薄板によって細長い導電路が形成さ
れている。この導電路の両端１７ａに端子を接続する。
【００３０】ハロゲン系腐食性ガスを成膜用ガス、エッ
チング用ガスとして使用する半導体製造装置内に設置す
るための部材に対して、本発明の接合構造を適用でき
る。
チング用ガスとして使用する半導体製造装置内に設置す
るための部材に対して、本発明の接合構造を適用でき
る。
【００３１】こうした部材としては、セラミックス基材
中に抵抗発熱体を埋設したヒーター、セラミックス基材
中に静電チャック用電極を埋設した静電チャック、セラ
ミックス基材中に抵抗発熱体と静電チャック用電極とを
埋設した静電チャック付きヒーター、セラミックス基材
中にプラズマ発生用電極を埋設した高周波発生用電極装
置、セラミックス基材中にプラズマ発生用電極および抵
抗発熱体を埋設した高周波発生用電極装置等を例示でき
る。
中に抵抗発熱体を埋設したヒーター、セラミックス基材
中に静電チャック用電極を埋設した静電チャック、セラ
ミックス基材中に抵抗発熱体と静電チャック用電極とを
埋設した静電チャック付きヒーター、セラミックス基材
中にプラズマ発生用電極を埋設した高周波発生用電極装
置、セラミックス基材中にプラズマ発生用電極および抵
抗発熱体を埋設した高周波発生用電極装置等を例示でき
る。
【００３２】本発明において、導電性接合層の材質は限
定されないが、気密性が高く、電気抵抗の小さいものが
好ましい。この観点からは、金属ろう材が特に好まし
い。こうしたろう材の化学組成は、特に限定するもので
ない。
定されないが、気密性が高く、電気抵抗の小さいものが
好ましい。この観点からは、金属ろう材が特に好まし
い。こうしたろう材の化学組成は、特に限定するもので
ない。
【００３３】しかし、セラミックス部材そのものに対し
ても良好な接合力ないし濡れ易さを有するろう材が好ま
しい。セラミックス部材の基材を、緻密質アルミナまた
は窒化アルミニウムとした場合には、主成分がＣｕ、Ｎ
ｉ、ＡｇおよびＡｌのうちの１種類からなり、Ｍｇ、Ｔ
ｉ、ＺｒおよびＨｆのうちの１種類からなる活性金属を
０．３〜２０ｗｔ％と、第３成分５０ｗｔ％以下とを含
むろう材を使用することが好ましい。ハロゲン系腐食性
ガスに対する耐食性の必要な用途においては、Ａｇ系の
ろう材などは、耐蝕性が低いために、使用しない方が好
ましい。
ても良好な接合力ないし濡れ易さを有するろう材が好ま
しい。セラミックス部材の基材を、緻密質アルミナまた
は窒化アルミニウムとした場合には、主成分がＣｕ、Ｎ
ｉ、ＡｇおよびＡｌのうちの１種類からなり、Ｍｇ、Ｔ
ｉ、ＺｒおよびＨｆのうちの１種類からなる活性金属を
０．３〜２０ｗｔ％と、第３成分５０ｗｔ％以下とを含
むろう材を使用することが好ましい。ハロゲン系腐食性
ガスに対する耐食性の必要な用途においては、Ａｇ系の
ろう材などは、耐蝕性が低いために、使用しない方が好
ましい。
【００３４】第３成分としては、Ｓｉ、Ａｌ、Ｃｕおよ
びＩｎのうちの少なくとも１種を用いることが、主成分
に影響を与えない点から好ましい。また、特に、主成分
がＡｌからなるろう材を用いると、低温で接合するた
め、接合後の熱応力が小さくなり好ましい。
びＩｎのうちの少なくとも１種を用いることが、主成分
に影響を与えない点から好ましい。また、特に、主成分
がＡｌからなるろう材を用いると、低温で接合するた
め、接合後の熱応力が小さくなり好ましい。
【００３５】ここで、活性金属の配合量が０．３ｗｔ％
未満であると、濡れ性が悪くなり、接合しない場合があ
るとともに、２０ｗｔ％を超えると接合界面の反応層が
厚くなりクラックが発生する場合があるため、０．３〜
２０ｗｔ％であると好ましい。また、第３成分の合計の
配合量は、５０ｗｔ％を超えると、金属間化合物が多く
なり、接合界面にクラックが発生する場合があるため、
５０ｗｔ％以下であると好ましい。第３成分は含有され
ていなくとも良い。
未満であると、濡れ性が悪くなり、接合しない場合があ
るとともに、２０ｗｔ％を超えると接合界面の反応層が
厚くなりクラックが発生する場合があるため、０．３〜
２０ｗｔ％であると好ましい。また、第３成分の合計の
配合量は、５０ｗｔ％を超えると、金属間化合物が多く
なり、接合界面にクラックが発生する場合があるため、
５０ｗｔ％以下であると好ましい。第３成分は含有され
ていなくとも良い。
【００３６】ここで、ろう材の主成分である金属の含有
割合は、ろう材の全含有量を１００重量％とした場合
に、活性金属成分および第３成分の含有割合を１００重
量％から差し引いた残部である。
割合は、ろう材の全含有量を１００重量％とした場合
に、活性金属成分および第３成分の含有割合を１００重
量％から差し引いた残部である。
【００３７】本発明においては、図１の実施形態におけ
るように、低熱膨張導体とコネクターとが電気的に接合
されていることが好ましいが、両者を電気的に接続する
ことは必須ではない。図５は、この実施形態に係る接合
構造を示す断面図である。ただし、図５、図６におい
て、図１に示した構成部分には同じ符号を付け、その説
明は省略する。
るように、低熱膨張導体とコネクターとが電気的に接合
されていることが好ましいが、両者を電気的に接続する
ことは必須ではない。図５は、この実施形態に係る接合
構造を示す断面図である。ただし、図５、図６におい
て、図１に示した構成部分には同じ符号を付け、その説
明は省略する。
【００３８】図５の実施形態においては、コネクター８
の先端部分８ｄと低熱膨張導体７とが、導電性接合層に
よって接合されておらず、隙間２０が形成されている。
しかし、この場合にも、低熱膨張導体７と金属部材５と
が直接に導電性接合層６Ａによって接合されており、こ
の部分の電気抵抗が低いので、大電流を供給することが
可能である。
の先端部分８ｄと低熱膨張導体７とが、導電性接合層に
よって接合されておらず、隙間２０が形成されている。
しかし、この場合にも、低熱膨張導体７と金属部材５と
が直接に導電性接合層６Ａによって接合されており、こ
の部分の電気抵抗が低いので、大電流を供給することが
可能である。
【００３９】図６の実施形態においては、粉末焼結体５
を使用していない。即ち、基材２の背面２ｂ側に開口す
る孔２２を形成し、この孔２２に、網状電極３の一部を
露出させた。そして、網状電極３と低熱膨張導体７との
間、および網状電極３と雰囲気保護体９の底面９ｄとの
間を、それぞれ、導電性接合層６Ｄによって接合してい
る。
を使用していない。即ち、基材２の背面２ｂ側に開口す
る孔２２を形成し、この孔２２に、網状電極３の一部を
露出させた。そして、網状電極３と低熱膨張導体７との
間、および網状電極３と雰囲気保護体９の底面９ｄとの
間を、それぞれ、導電性接合層６Ｄによって接合してい
る。
【００４０】ただし、図１に示すように、粉末焼結体
を、セラミックス基材内部の金属電極と低熱膨張導体と
の間に介在させる方が、金属電極に到達するまでの、酸
化性ガスないし腐食性ガスの伝達経路が長くなるので、
一層好ましい。
を、セラミックス基材内部の金属電極と低熱膨張導体と
の間に介在させる方が、金属電極に到達するまでの、酸
化性ガスないし腐食性ガスの伝達経路が長くなるので、
一層好ましい。
【００４１】図１、図５、図６に示すような実施形態に
おいて、孔４、２２の内側面と雰囲気保護体９の外周面
９ａとの隙間１８の大きさは、０．２ｍｍ以上とするこ
とが好ましい。雰囲気保護体９の内側面９ｂと粉末焼結
体７および先端部分８ｄとの隙間１９の大きさは、０．
０１ｍ以上とすることが好ましい。これ以下であると、
各隙間１８、１９を通して毛細管現象によってろう材が
上昇し易くなる。各隙間にろう材が上昇すると、セラミ
ックス基材やろう材のクラックが生じ易くなる。隙間１
８の好ましい下限値が０．２ｍｍであるのに対して、隙
間１８の好ましい下限値が０．０１ｍｍであるのは、同
時に６Ａ、６Ｃで接合するので、この部分の隙間が密閉
されても、毛細管の力に対する抵抗となるためである。
おいて、孔４、２２の内側面と雰囲気保護体９の外周面
９ａとの隙間１８の大きさは、０．２ｍｍ以上とするこ
とが好ましい。雰囲気保護体９の内側面９ｂと粉末焼結
体７および先端部分８ｄとの隙間１９の大きさは、０．
０１ｍ以上とすることが好ましい。これ以下であると、
各隙間１８、１９を通して毛細管現象によってろう材が
上昇し易くなる。各隙間にろう材が上昇すると、セラミ
ックス基材やろう材のクラックが生じ易くなる。隙間１
８の好ましい下限値が０．２ｍｍであるのに対して、隙
間１８の好ましい下限値が０．０１ｍｍであるのは、同
時に６Ａ、６Ｃで接合するので、この部分の隙間が密閉
されても、毛細管の力に対する抵抗となるためである。
【００４２】ただし、隙間１８、１９の大きさは、共に
１．０ｍｍ以下とすることが好ましい。
１．０ｍｍ以下とすることが好ましい。
【００４３】図７は、セラミックス部材中に、金属電極
と、低熱膨張金属の緻密体とを埋設した実施形態を示す
断面図である。ただし、図７、図８、図９において、図
１に示した構成部分と同じ構成部分には同じ符号を付
け、その説明を省略する。
と、低熱膨張金属の緻密体とを埋設した実施形態を示す
断面図である。ただし、図７、図８、図９において、図
１に示した構成部分と同じ構成部分には同じ符号を付
け、その説明を省略する。
【００４４】本実施形態においては、セラミックスヒー
ター３０の基材２の中に、例えばコイル状等の金属電極
３１が埋設されている。こうした金属電極の好適例とし
ては、コイル状の線状のヒーターがある。基材２の収容
孔４の底面の下側に、緻密体３２が埋設されている。緻
密体３２は、雄ねじ部３２ａと本体３２ｂとを備えてお
り、本体３２ｂの上側面３２ｃが、導電性接合層６Ａを
介在して低熱膨張導体７に対して電気的に接続されてい
る。コイル状のヒーター３１が雄ねじ部３２ａに対して
巻き付けられている。
ター３０の基材２の中に、例えばコイル状等の金属電極
３１が埋設されている。こうした金属電極の好適例とし
ては、コイル状の線状のヒーターがある。基材２の収容
孔４の底面の下側に、緻密体３２が埋設されている。緻
密体３２は、雄ねじ部３２ａと本体３２ｂとを備えてお
り、本体３２ｂの上側面３２ｃが、導電性接合層６Ａを
介在して低熱膨張導体７に対して電気的に接続されてい
る。コイル状のヒーター３１が雄ねじ部３２ａに対して
巻き付けられている。
【００４５】図８、図９に示した各実施形態の接合構造
は、それぞれ図１の接合構造と類似したものであるが、
雰囲気保護体の構造が異なっている。図８の接合構造に
おいては、雰囲気保護体３３は、前記したような耐熱性
の金属からなる本体３６と、本体３６の外側面３６ａお
よび内側面３６ｂを被覆している酸化性被膜３５とを備
えている。本体３６の上側面３６ｃと下側面３６ｄと
は、それぞれ本体３６を構成する金属が露出している。
は、それぞれ図１の接合構造と類似したものであるが、
雰囲気保護体の構造が異なっている。図８の接合構造に
おいては、雰囲気保護体３３は、前記したような耐熱性
の金属からなる本体３６と、本体３６の外側面３６ａお
よび内側面３６ｂを被覆している酸化性被膜３５とを備
えている。本体３６の上側面３６ｃと下側面３６ｄと
は、それぞれ本体３６を構成する金属が露出している。
【００４６】本体３６の上側の露出面３６ｃが、導電性
接合層６Ｃを介在してコネクター８に対して接合されて
いる。また、本体３６の下側面３６ｄが、導電性接合層
６Ａを介在して粉末焼結体５に対して接合されている。
酸化性被膜３５は、本体３６を構成する耐食性の金属よ
りも、ろう材に対する濡れ性が低いので、ろう材が雰囲
気保護体３３の外側面および内側面に沿って上昇しにく
くなり、ろう材が収容孔４の側壁面に沿って上昇する傾
向がある。これによって、収容孔４中の導電性接合層６
Ａの形状を、残留応力の少ないフィレット形状とするこ
とができる。また、雰囲気保護体３３と収容孔４をネジ
の嵌め合わせ構造とすることにより、強度の信頼性が向
上する。
接合層６Ｃを介在してコネクター８に対して接合されて
いる。また、本体３６の下側面３６ｄが、導電性接合層
６Ａを介在して粉末焼結体５に対して接合されている。
酸化性被膜３５は、本体３６を構成する耐食性の金属よ
りも、ろう材に対する濡れ性が低いので、ろう材が雰囲
気保護体３３の外側面および内側面に沿って上昇しにく
くなり、ろう材が収容孔４の側壁面に沿って上昇する傾
向がある。これによって、収容孔４中の導電性接合層６
Ａの形状を、残留応力の少ないフィレット形状とするこ
とができる。また、雰囲気保護体３３と収容孔４をネジ
の嵌め合わせ構造とすることにより、強度の信頼性が向
上する。
【００４７】図９の接合構造においては、雰囲気保護体
３７は、前記したような耐熱性の金属からなる本体３８
と酸化性被膜３５とを備えている。本体３８の外側面３
８ａ、内側面３８ｂおよび上側平坦面３８ｃが、酸化性
被膜３５によって被覆されている。本体３８の上側傾斜
面３８ｄと、下側平坦面３８ｅおよび下側傾斜面３８ｆ
には、それぞれ本体３８を構成する金属が露出してい
る。
３７は、前記したような耐熱性の金属からなる本体３８
と酸化性被膜３５とを備えている。本体３８の外側面３
８ａ、内側面３８ｂおよび上側平坦面３８ｃが、酸化性
被膜３５によって被覆されている。本体３８の上側傾斜
面３８ｄと、下側平坦面３８ｅおよび下側傾斜面３８ｆ
には、それぞれ本体３８を構成する金属が露出してい
る。
【００４８】本体３８の上側の露出面である上側傾斜面
３８ｄが、導電性接合層６Ｅを介在してケーブル８に対
して接合されている。また、本体３８の下側傾斜面３８
ｆおよび下側平坦面３８ｅが、導電性接合層６Ａを介在
して粉末焼結体５に対して接合されている。
３８ｄが、導電性接合層６Ｅを介在してケーブル８に対
して接合されている。また、本体３８の下側傾斜面３８
ｆおよび下側平坦面３８ｅが、導電性接合層６Ａを介在
して粉末焼結体５に対して接合されている。
【００４９】図８、図９に示すような形態の各雰囲気保
護体を製造するために、図１０（ａ）〜（ｃ）を参照し
つつ説明する下記の方法によることが好ましい。まず、
図１０（ａ）に示すように、前記耐熱性金属からなる管
状部材４０を準備し、管状部材４０を酸化性雰囲気下で
熱処理することによって、管状部材４０の表面の全体に
酸化性被膜３５を生成させる。
護体を製造するために、図１０（ａ）〜（ｃ）を参照し
つつ説明する下記の方法によることが好ましい。まず、
図１０（ａ）に示すように、前記耐熱性金属からなる管
状部材４０を準備し、管状部材４０を酸化性雰囲気下で
熱処理することによって、管状部材４０の表面の全体に
酸化性被膜３５を生成させる。
【００５０】次いで、本体４０の両側の端面のみを研削
加工することによって、図１０（ｂ）に示す露出面３６
ｃ、３６ｄを生成させる。
加工することによって、図１０（ｂ）に示す露出面３６
ｃ、３６ｄを生成させる。
【００５１】また、図１０（ａ）の管状部材を研削加工
することによって、図１０（ｃ）に示すような露出面３
８ｄ、３８ｅ、３８ｆを生成させることができる。この
場合には、本体３８の上側平坦面３８ｃ、外側面３８
ａ、内側面３８ｂ上には、酸化性被膜３５が残る。
することによって、図１０（ｃ）に示すような露出面３
８ｄ、３８ｅ、３８ｆを生成させることができる。この
場合には、本体３８の上側平坦面３８ｃ、外側面３８
ａ、内側面３８ｂ上には、酸化性被膜３５が残る。
【００５２】
【実施例】（本発明例） 図８および図３に示すような形態の接合構造を製造し
た。窒化アルミニウム粉末を一軸加圧成形することによ
って、図２に示す形態の円盤形状の予備成形体１０を製
造した。
た。窒化アルミニウム粉末を一軸加圧成形することによ
って、図２に示す形態の円盤形状の予備成形体１０を製
造した。
【００５３】金属電極３としては、モリブデン製の金網
を使用した。この金網は、直径φ０．１２ｍｍのモリブ
デン線を、１インチ当たり５０本の密度で編んだ金網を
使用した。この金網を、予備成形体中に埋設した。これ
と共に、粒径１〜１００μｍのモリブデン粉末を成形し
て成形体１１を得、この成形体１１をも成形体１０中に
埋設した。
を使用した。この金網は、直径φ０．１２ｍｍのモリブ
デン線を、１インチ当たり５０本の密度で編んだ金網を
使用した。この金網を、予備成形体中に埋設した。これ
と共に、粒径１〜１００μｍのモリブデン粉末を成形し
て成形体１１を得、この成形体１１をも成形体１０中に
埋設した。
【００５４】この成形体１０を型内に設置し、成形体１
０をカーボンフォイル内に密封し、１９５０℃の温度、
２００ｋｇ／ｃｍ2 の圧力および２時間の保持時間で、
ホットプレス法によって、この成形体を焼成し、焼結体
を得た。この焼結体の相対密度は、９８．０％以上であ
った。
０をカーボンフォイル内に密封し、１９５０℃の温度、
２００ｋｇ／ｃｍ2 の圧力および２時間の保持時間で、
ホットプレス法によって、この成形体を焼成し、焼結体
を得た。この焼結体の相対密度は、９８．０％以上であ
った。
【００５５】得られた焼結体の背面側から、マシニング
センターによって孔４を形成し、プラズマ発生用電極装
置を製造した。得られたプラズマ発生用電極装置１の寸
法は、直径は２００ｍｍであり、厚さは８ｍｍであっ
た。
センターによって孔４を形成し、プラズマ発生用電極装
置を製造した。得られたプラズマ発生用電極装置１の寸
法は、直径は２００ｍｍであり、厚さは８ｍｍであっ
た。
【００５６】一方、図１０（ａ）および（ｂ）に示すよ
うにして雰囲気保護体３３を製造した。具体的には、ニ
ッケル製の管状部材４０を準備し、環状部材４０を、大
気中、１０００℃で２時間熱処理し、酸化ニッケル膜３
５を生成させた。これを研削加工し、図１０（ｂ）に示
す雰囲気保護体３３を製造した。
うにして雰囲気保護体３３を製造した。具体的には、ニ
ッケル製の管状部材４０を準備し、環状部材４０を、大
気中、１０００℃で２時間熱処理し、酸化ニッケル膜３
５を生成させた。これを研削加工し、図１０（ｂ）に示
す雰囲気保護体３３を製造した。
【００５７】孔４内に、厚さ５μｍのチタン箔、厚さ２
００μｍの銀板および２枚目の厚さ５μｍのチタン箔を
順次に積層して設置した。その上に、モリブデン製の低
熱膨張導体７と、前記の雰囲気保護体３３とを設置し
た。低熱膨張導体７の上に、厚さ５μｍのチタン箔を設
置し、この上に厚さ４００μｍの銀板を設置し、ニッケ
ル製のコネクター８の先端部分８ｄをこの上に載せた。
雰囲気保護体３３の上側面３６ｃとフランジ部分８ｃと
の間に、厚さ２００μｍの銀板を載せた。こうして得ら
れた組み立て体を、９６０℃〜１０００℃で１０分間熱
処理し、図８に示す接合構造を製造した。
００μｍの銀板および２枚目の厚さ５μｍのチタン箔を
順次に積層して設置した。その上に、モリブデン製の低
熱膨張導体７と、前記の雰囲気保護体３３とを設置し
た。低熱膨張導体７の上に、厚さ５μｍのチタン箔を設
置し、この上に厚さ４００μｍの銀板を設置し、ニッケ
ル製のコネクター８の先端部分８ｄをこの上に載せた。
雰囲気保護体３３の上側面３６ｃとフランジ部分８ｃと
の間に、厚さ２００μｍの銀板を載せた。こうして得ら
れた組み立て体を、９６０℃〜１０００℃で１０分間熱
処理し、図８に示す接合構造を製造した。
【００５８】こうして得られた接合構造について、引っ
張り破断荷重を測定したところ、１７５±２９ｋｇｆで
あった（ｎ＝４）。また、曲げ破断トルクを測定したと
ころ、２２±３ｋｇｆ・ｃｍであった（ｎ＝２）。
張り破断荷重を測定したところ、１７５±２９ｋｇｆで
あった（ｎ＝４）。また、曲げ破断トルクを測定したと
ころ、２２±３ｋｇｆ・ｃｍであった（ｎ＝２）。
【００５９】また、この接合構造について、１００℃と
７００℃との間での熱サイクルを５０回加えた後に、引
っ張り破断荷重を測定した。ただし、昇温速度、降温速
度は、共に約２００℃／分とした。この結果、引っ張り
破断荷重は、１５７±１７ｋｇｆであった（ｎ＝４）。
また、この熱サイクル後の接合構造の曲げ破断トルクを
測定したところ、２０±５ｋｇｆ・ｃｍであった（ｎ＝
２）。
７００℃との間での熱サイクルを５０回加えた後に、引
っ張り破断荷重を測定した。ただし、昇温速度、降温速
度は、共に約２００℃／分とした。この結果、引っ張り
破断荷重は、１５７±１７ｋｇｆであった（ｎ＝４）。
また、この熱サイクル後の接合構造の曲げ破断トルクを
測定したところ、２０±５ｋｇｆ・ｃｍであった（ｎ＝
２）。
【００６０】また、この接合構造について、７００℃で
２４時間保持する耐熱試験の後に、引っ張り破断荷重を
測定したところ、１０１±６３ｋｇｆであった（ｎ＝
５）。また、この耐熱試験後の曲げ破断トルクを測定し
たところ、１８±２ｋｇｆ・ｃｍであった（ｎ＝２）。
２４時間保持する耐熱試験の後に、引っ張り破断荷重を
測定したところ、１０１±６３ｋｇｆであった（ｎ＝
５）。また、この耐熱試験後の曲げ破断トルクを測定し
たところ、１８±２ｋｇｆ・ｃｍであった（ｎ＝２）。
【００６１】（比較例）比較例として、図１１に示すよ
うな接合構造を製造した。まず、上記した本発明例と同
じようにしてプラズマ発生用電極装置１を製造した。次
いで、孔２２内に、厚さ５μｍのチタン箔を設置し、そ
の上に厚さ２００μｍの銀板を設置した。この上に、ニ
ッケル製のコネクター２５の先端のフランジ部分２５ａ
を載せた。ろう材のシートを、コネクター２５の先端面
２５ｂに対して接触させた。
うな接合構造を製造した。まず、上記した本発明例と同
じようにしてプラズマ発生用電極装置１を製造した。次
いで、孔２２内に、厚さ５μｍのチタン箔を設置し、そ
の上に厚さ２００μｍの銀板を設置した。この上に、ニ
ッケル製のコネクター２５の先端のフランジ部分２５ａ
を載せた。ろう材のシートを、コネクター２５の先端面
２５ｂに対して接触させた。
【００６２】次いで、フランジ部分２５ａの上に、窒化
アルミニウム製の円環状部材２６を設置した。円環状部
材２６の内周面２６ａをコネクター２５の外周面に対向
させ、円環状部材２６の下側面２６ｃをフランジ部分２
５ａに対向させた。円環状部材２６の外側面に隙間２６
ｂを設けた。
アルミニウム製の円環状部材２６を設置した。円環状部
材２６の内周面２６ａをコネクター２５の外周面に対向
させ、円環状部材２６の下側面２６ｃをフランジ部分２
５ａに対向させた。円環状部材２６の外側面に隙間２６
ｂを設けた。
【００６３】円環状部材２６の内周面２６ａとコネクタ
ー２５の外周面との間、および、円環状部材２６の下側
面２６ｃとフランジ部分２５ａとの間に、それぞれ、前
記の組成を有するろう材のシートを設置した。こうして
得られた組み立て体を、９６０℃〜１０００℃で１０分
間熱処理し、図１１に示す接合構造を製造した。なお、
２７、２８は導電性接合層である。
ー２５の外周面との間、および、円環状部材２６の下側
面２６ｃとフランジ部分２５ａとの間に、それぞれ、前
記の組成を有するろう材のシートを設置した。こうして
得られた組み立て体を、９６０℃〜１０００℃で１０分
間熱処理し、図１１に示す接合構造を製造した。なお、
２７、２８は導電性接合層である。
【００６４】こうして得られた接合構造について、引っ
張り破断荷重を測定したところ、１２９±３１ｋｇｆで
あった（ｎ＝１３）。また、曲げ破断トルクを測定した
ところ、１５±５ｋｇｆ・ｃｍであった（ｎ＝３）。
張り破断荷重を測定したところ、１２９±３１ｋｇｆで
あった（ｎ＝１３）。また、曲げ破断トルクを測定した
ところ、１５±５ｋｇｆ・ｃｍであった（ｎ＝３）。
【００６５】また、この接合構造について、１００℃と
７００℃との間での熱サイクルを５０回加えた後に、引
っ張り破断荷重を測定した。ただし、昇温速度、降温速
度は、共に約２００℃／分とした。この結果、引っ張り
破断荷重は、３３±２２ｋｇｆであった（ｎ＝２１）。
また、この熱サイクル後の接合構造の曲げ破断トルクを
測定したところ、１０±３ｋｇｆ・ｃｍであった（ｎ＝
３）。
７００℃との間での熱サイクルを５０回加えた後に、引
っ張り破断荷重を測定した。ただし、昇温速度、降温速
度は、共に約２００℃／分とした。この結果、引っ張り
破断荷重は、３３±２２ｋｇｆであった（ｎ＝２１）。
また、この熱サイクル後の接合構造の曲げ破断トルクを
測定したところ、１０±３ｋｇｆ・ｃｍであった（ｎ＝
３）。
【００６６】また、この接合構造について、７００℃で
２４時間保持する耐熱試験の後に、引っ張り破断荷重を
測定したところ、２５±１２ｋｇｆであった（ｎ＝
４）。また、この耐熱試験後の曲げ破断トルクを測定し
たところ、８±４ｋｇｆ・ｃｍであった（ｎ＝３）。
２４時間保持する耐熱試験の後に、引っ張り破断荷重を
測定したところ、２５±１２ｋｇｆであった（ｎ＝
４）。また、この耐熱試験後の曲げ破断トルクを測定し
たところ、８±４ｋｇｆ・ｃｍであった（ｎ＝３）。
【００６７】
【発明の効果】以上のことから明らかなように、本発明
によれば、金属部材が埋設されているセラミックス部材
と電力供給用コネクターとの接合構造において、酸化性
雰囲気下で、高温や熱サイクルにさらされても、高い接
合強度と良好な導通性能を保持することができる。
によれば、金属部材が埋設されているセラミックス部材
と電力供給用コネクターとの接合構造において、酸化性
雰囲気下で、高温や熱サイクルにさらされても、高い接
合強度と良好な導通性能を保持することができる。
【図１】本発明の一実施形態に係る接合構造の断面図で
ある。
ある。
【図２】金属電極３および粉末焼結体の成形体１１が埋
設されている成形体１０を示す断面図である。
設されている成形体１０を示す断面図である。
【図３】（ａ）は、プラズマ発生用電極装置１の一部分
を破断して示す斜視図であり、（ｂ）は、金網ないし金
属メッシュからなる網状電極３を示す斜視図である。
を破断して示す斜視図であり、（ｂ）は、金網ないし金
属メッシュからなる網状電極３を示す斜視図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、セラミックス部材
内に埋設できる金属電極の好適例を示す斜視図である。
内に埋設できる金属電極の好適例を示す斜視図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る接合構造を示す断
面図である。
面図である。
【図６】本発明の更に他の実施形態に係る接合構造を示
す断面図である。
す断面図である。
【図７】緻密体３２を基材中に埋設した実施形態の接合
構造を示す断面図である。
構造を示す断面図である。
【図８】酸化性被膜３５を備えている雰囲気保護体３３
を使用した実施形態の接合構造を示す断面図である。
を使用した実施形態の接合構造を示す断面図である。
【図９】酸化性被膜３５を備えている雰囲気保護体３７
を使用した実施形態の接合構造を示す断面図である。
を使用した実施形態の接合構造を示す断面図である。
【図１０】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、雰囲気保護体３
３、３７の製造プロセスを説明するための断面図であ
る。
３、３７の製造プロセスを説明するための断面図であ
る。
【図１１】比較例の接合構造を示す断面図である。
１ プラズマ発生用電極装置（セラミックス部材ないし
サセプター），２ セラミックス基材，２ａ 半導体ウ
エハー設置面，２ｂ 基材２の背面，３ 網状の金属電
極（金属部材の一例），４、２２ 孔，５ 粉末焼結体
（金属部材の一例），６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄ 導電性
接合層，７ 低熱膨張導体，８ 電力供給用コネクタ
ー，９、３３、３７ 円筒状の雰囲気保護体，１０成形
体，１１ 粉末焼結体の成形体，１５、１６、１７ 金
属電極の一例，１８雰囲気保護体９の外周面と孔の内周
面との隙間，１９ 雰囲気保護体９の内周面とコネクタ
ー８および低熱膨張導体７の外周面との隙間
サセプター），２ セラミックス基材，２ａ 半導体ウ
エハー設置面，２ｂ 基材２の背面，３ 網状の金属電
極（金属部材の一例），４、２２ 孔，５ 粉末焼結体
（金属部材の一例），６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄ 導電性
接合層，７ 低熱膨張導体，８ 電力供給用コネクタ
ー，９、３３、３７ 円筒状の雰囲気保護体，１０成形
体，１１ 粉末焼結体の成形体，１５、１６、１７ 金
属電極の一例，１８雰囲気保護体９の外周面と孔の内周
面との隙間，１９ 雰囲気保護体９の内周面とコネクタ
ー８および低熱膨張導体７の外周面との隙間
Claims (7)
- 【請求項１】金属部材が埋設されているセラミックス部
材と電力供給用コネクターとの接合構造であって、 前記セラミックス部材に孔が設けられており、この孔に
前記金属部材の一部が露出しており、前記孔内に筒状雰
囲気保護体が挿入されており、この筒状雰囲気保護体の
内側に前記電力供給用コネクターと応力緩和用の低熱膨
張導体とが挿入されており、前記筒状雰囲気保護体と前
記電力供給用コネクターとが接合されており、前記低熱
膨張導体および前記筒状雰囲気保護体が前記金属部材に
対して接合されていることを特徴とする、セラミックス
部材と電力供給用コネクターとの接合構造。 - 【請求項２】前記筒状雰囲気保護体と前記電力供給用コ
ネクターとがろう材によって気密に接合されており、前
記低熱膨張導体および前記筒状雰囲気保護体が前記金属
部材に対してろう材によって気密に接合されていること
を特徴とする、請求項１記載のセラミックス部材と電力
供給用コネクターとの接合構造。 - 【請求項３】前記低熱膨張導体と前記電力供給用コネク
ターとが電気的に接合されていることを特徴とする、請
求項１または２記載のセラミックス部材と電力供給用コ
ネクターとの接合構造。 - 【請求項４】前記低熱膨張導体が、モリブデン、タング
ステンおよびモリブデン−タングステン合金からなる群
より選ばれた金属からなることを特徴とする、請求項１
〜３のいずれか一つの請求項に記載のセラミックス部材
と電力供給用コネクターとの接合構造。 - 【請求項５】前記セラミックス部材が、半導体ウエハー
を設置するためのサセプターであることを特徴とする、
請求項１〜４のいずれか一つの請求項に記載のセラミッ
クス部材と電力供給用コネクターとの接合構造。 - 【請求項６】前記セラミックス部材中に、面状の金属電
極と、低熱膨張金属の粉末焼結体とが埋設されており、
前記金属電極に対して前記粉末焼結体が電気的に接続さ
れており、この粉末焼結体が前記低熱膨張導体に対して
電気的に接続されていることを特徴とする、請求項５記
載のセラミックス部材と電力供給用コネクターとの接合
構造。 - 【請求項７】前記セラミックス部材中に、金属電極と、
低熱膨張金属の緻密体とが埋設されており、前記金属電
極に対して前記緻密体が電気的に接続されており、この
緻密体が前記低熱膨張導体に対して電気的に接続されて
いることを特徴とする、請求項５記載のセラミックス部
材と電力供給用コネクターとの接合構造。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01276997A JP3790000B2 (ja) | 1997-01-27 | 1997-01-27 | セラミックス部材と電力供給用コネクターとの接合構造 |
| TW087100512A TW367531B (en) | 1997-01-27 | 1998-01-15 | Ceramic component and connection structure of power supply connector |
| KR1019980001838A KR100279650B1 (ko) | 1997-01-27 | 1998-01-22 | 세라믹 부재와 전력 공급용 커넥터의 접합 구조체 |
| US09/013,045 US5995357A (en) | 1997-01-27 | 1998-01-26 | Ceramic member-electric power supply connector coupling structure |
| EP98300551A EP0855764B1 (en) | 1997-01-27 | 1998-01-27 | Ceramic member-electric power supply connector coupling structure |
| DE69822533T DE69822533T2 (de) | 1997-01-27 | 1998-01-27 | Verbindungsanordnung eines Stromzuführungsverbinders für ein Keramikteil |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01276997A JP3790000B2 (ja) | 1997-01-27 | 1997-01-27 | セラミックス部材と電力供給用コネクターとの接合構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10209255A true JPH10209255A (ja) | 1998-08-07 |
| JP3790000B2 JP3790000B2 (ja) | 2006-06-28 |
Family
ID=11814619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01276997A Expired - Lifetime JP3790000B2 (ja) | 1997-01-27 | 1997-01-27 | セラミックス部材と電力供給用コネクターとの接合構造 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5995357A (ja) |
| EP (1) | EP0855764B1 (ja) |
| JP (1) | JP3790000B2 (ja) |
| KR (1) | KR100279650B1 (ja) |
| DE (1) | DE69822533T2 (ja) |
| TW (1) | TW367531B (ja) |
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| JP2010034514A (ja) * | 2008-07-01 | 2010-02-12 | Ngk Insulators Ltd | 接合構造体、その製造方法及び静電チャック |
| JP2010123862A (ja) * | 2008-11-21 | 2010-06-03 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 半導体製造装置用接続部及び半導体製造装置用接続部の形成方法 |
| US8071913B2 (en) | 2006-11-16 | 2011-12-06 | Ngk Insulators, Ltd. | Heating device |
| JP2012099856A (ja) * | 2012-02-06 | 2012-05-24 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 半導体製造装置用接続部及び半導体製造装置用接続部の形成方法 |
| US8334481B2 (en) | 2007-01-17 | 2012-12-18 | Tokyo Electron Limited | Mounting table structure, and processing apparatus |
| KR101378823B1 (ko) * | 2013-04-24 | 2014-03-28 | (주)씨엠코리아 | 브레이징 물질 및 이를 이용한 히터 브레이징 방법 |
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| JP2021009910A (ja) * | 2019-07-01 | 2021-01-28 | 日本碍子株式会社 | ウエハ載置台及びその製法 |
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| KR100984751B1 (ko) * | 2008-09-09 | 2010-10-01 | 주식회사 코미코 | 열 응력 감소를 위한 이중 버퍼층을 포함하는 정전 척 |
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