TW200421432A - Ceramic bonding body and the manufacturing method thereof, ceramic structure for semiconductor wafer - Google Patents

Description

20042T432 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於陶瓷接合體及其製造方法、/半導體晶目 用陶瓷構造體，尤其是加熱板（陶瓷加熱器）或靜電吸座、 晶圓探測器等使用在半導體的製造裝置或檢查裝置者，主 要是有關於陶瓷基板與導體保護用陶瓷體的接合構造的提-案。 【先前技術】 一般而言，在包含蝕刻裝置或化學氣相成長裝置等的 半導體製造裝置、半導體檢查裝置等會採用以不鏽鋼或金呂 合金等之金屬爲基材的加熱器或晶圓探測器等。然而，使 用金屬製基材的加熱器，由於其溫度控制特性較差，厚度 也會變厚，因此不僅重量重，而且體積大，還會有對於腐 蝕性氣體的耐蝕性差的問題存在。 爲了解決這種問題，過去曾經開發了一種取代金屬製 基板而使用氮化鋁等之陶瓷基板的加熱器。這種陶瓷加熱 器例如有美國專利第523 1 690號等的提案。 此外，這種陶瓷加熱器是由用來加熱半導體晶圓的陶 瓷基板、以及對於陶瓷基板內部的電阻加熱元件供給電力 的導電體保護用陶瓷體所構成。因此，這種陶瓷加熱器需 要一種用來接合陶瓷基板與陶瓷體的技術，例如在曰本專 利第2 78 3 980號等也揭示了用來接合陶瓷基板與保護用陶 瓷體的技術。 -5- 2004^^ (2) 然而，美國專利第523 1 690號所揭示的陶瓷加熱器是 如第2圖所示，將用來保護供電用導電體40的陶瓷體30 設在晶圓處理（加熱處理）區域內，因此陶瓷基板1的熱會 被該陶瓷體3 0吸走，因而產生了陶瓷基板之晶圓加熱面 的溫度容易變得不均一的問題。 而且，日本專利第2 7 8 3 980號所揭示的技術是在接合 界面有高濃度燒結助劑層存在，這也意外地成爲導致接合 強度降低的原因。另外，在此文獻當中說明了由於在接合 界面有豐富的燒結助劑層存在，因此可獲得較高的接合強 度。但是，本案發明者群卻抱持與此說明不同的見解，以 下即具體說明其內容。 本發明的目的在於提案一種有關於在接合同種或不同 種的陶瓷體時，接合強度高，而且接合部的特性不會劣化 的陶瓷接合體及其製造方法的技術。 本案發明的其他目的在於提案一種可給予晶圓處理面 實用且均一的溫度分布，而且與用來保護供電用導電體的 陶瓷體之接合情況良好的半導體晶圓用陶瓷構造體。 【發明內容】 〔發明的揭示〕 本案發明者群爲了實現上述目的而努力硏究，結果開 發了一種有關以下要旨構成1至15的陶瓷接合體及其製 造方法、以及半導體晶圓用陶瓷構造體。亦即，本發明是 如以下所述。 -6 - 20042m2 (3) 1 · 一種陶瓷接合體，是針對於將兩個以上同種或不同 種的陶瓷體加以接合而獲得的接合體，其特徵爲：在各陶 瓷體的接合界面有以此界面爲中心晶粒成長而進入其兩側 之陶瓷體中的陶瓷成長粒子存在，另一方面，由此接合界 面並沒有燒結助劑層存在。 2 · —種陶瓷接合體，是針對於將兩個以上同種或不同 種的陶瓷體加以接合而獲得的接合體，其特徵爲：在各陶 瓷體的接合界面有以此界面爲中心晶粒成長而進入其兩側 之陶瓷體中的陶瓷成長粒子存在，另一方面，由此接合界 面並沒有燒結助劑層存在，並且使距離前述接合界面 3mm之範圍內的各陶瓷體中所包含的燒結助劑之最高濃 度Ch與最低濃度C1的比率Ch/Cl位於1至100的範圍內 〇 3 . —種陶瓷接合體，是針對於將兩個以上同種或不同 種的陶瓷體加以接合而獲得的接合體，其特徵爲：在各陶 瓷體的接合界面有以此界面爲中心晶粒成長而進入其兩側 之陶瓷體中的陶瓷成長粒子存在，另一方面，由此接合界 面並沒有燒結助劑層存在，而且以該接合界面爲中心而位 於一方側的陶瓷體中的燒結助劑濃度比接合界面的燒結助 劑濃度高，另一方面，以該接合界面爲中心而位於另一方 側的陶瓷體中的濃度比接合界面的燒結助劑濃度低。 4.一種半導體晶圓用陶瓷構造體，是針對於在內部具 有導電體的陶瓷基板；以及在內部具有可與前述基板內導 電體電性連接的供電用導電體，且可與前述陶瓷基板對接 (4) (4)200421432 接合的陶瓷體所構成的陶瓷構造體，其特徵爲：在各陶瓷 體的接合界面有以此界面爲中心晶粒成長而進入其兩側之 陶瓷體中的陶瓷成長粒子存在，另一方面，由此接合界面 並沒有燒結助劑層存在。 5 ·如申請專利範圍第4項所記載的陶瓷構造體，其中 ，距離前述接合界面3mm之範圍內的各陶瓷體中所包含 的燒結助劑的量是使最高濃度C h與最低濃度c 1的比率 Ch/Cl位於1至100的範圍內。 6 ·如申請專利範圍第4或第5項所記載的半導體晶圓 用陶瓷構造體，其中，以接合界面爲中心而位於一方側的 陶瓷體中的燒結助劑濃度比接合界面的燒結助劑濃度高， 另一方面，以該接合界面爲中心而位於另一方側的陶瓷體 中的濃度比接合界面的燒結助劑濃度低。 7 ·如申請專利範圍第6項所記載的半導體晶圓用陶瓷 構造體，其中，將前述陶瓷基板的燒結助劑含量設定爲 0.5%至20%，將接合界面附近以外的保護用陶瓷體中的燒 結助劑含量設定爲0至1 0%。 8. —種半導體晶圓用陶瓷構造體，是在內部具有導電 體的陶瓷基板；以及在內部具有可與前述基板內導電體電 性連接的供電用導電體，且可與前述陶瓷基板對接接合的 陶瓷體所構成的陶瓷構造體，其特徵爲：在各陶瓷體的接 合界面有以此界面爲中心晶粒成長而進入其兩側之陶瓷體 中的陶瓷成長粒子存在，另一方面，由此接合界面並沒有 燒結助劑層存在；前述陶瓷體含有50至5 00 Oppm的碳。 -8 - (5) 〔發明的最佳實施形態〕 本發明的陶瓷接合體是針對於將兩個以上同種或不同 種的陶瓷體加以接合而獲得的接合體，其特徵爲：在各陶 瓷體的接合界面有以此界面爲中心晶粒成長而進入其兩側 之陶瓷體中的陶瓷成長粒子存在，另一方面，由此接合界 面並沒有燒結助劑的濃縮層存在。 這種陶瓷接合體是使在接合界面相互朝另一方擴散而 晶粒成長的陶瓷成長粒子，以跨越雙方之陶瓷體而延伸的 狀態存在，因此可使該陶瓷體彼此穩固接合而不需要有接 合劑存在。 因此，以這種形態接合的陶瓷接合體的特徵爲：在接 合界面實際上並沒有燒結助劑層，也就是高濃度燒結助劑 層（豐富的燒結助劑層、燒結助劑的濃縮層）存在。實際上 ，根據本案發明者群的實驗，如後文所述，在接合界面即 使以電子顯微鏡標準來看也沒有發現較濃（定域化）的燒結 助劑，而且，即使利用X射線螢光測量法觀察界面附近 燒結助劑的量，在接合界面與陶瓷體內部之間也沒特別的 差異。 亦即，在陶瓷體中有燒結助劑存在，但是在原本爲了 接合而應該存在的接合界面當中，竟然完全看不到燒結助 劑濃縮或定域化的樣子。 而且，根據本案發明者群的硏究，與習知技術的說明 有所不同，發現如果像過去使燒結助劑在接合界面濃縮而 定域化，此部分會明顯變得脆弱，即使粒子彼此交替進入 -9 - 20042 m? (6) 而結合，也容易以此燒結助劑層的部分爲起點而引起破壞 〇 本發明其他實施形態的陶瓷接合體是針對於將兩個以 上同種或不同種的陶瓷體加以接合而獲得的接合體，其特 徵爲：在各陶瓷體的接合界面有以此界面爲中心晶粒成長 而進入其兩側之陶瓷體中的陶瓷成長粒子存在，另一方面 ，由此接合界面並沒有高濃度燒結助劑的濃縮層存在，並 且使距離前述接合界面3mm之範圍內的各陶瓷體中所包 含的燒結助劑的量之最高濃度Ch與最低濃度C 1的比率 Ch/Cl位於1至100的範圍內。 另外，在此情況下，前述接合界面的燒結助劑的濃度 C m最好是C h與C1之間的値。如果C h與C1實際上是相 同的値，則接合界面中燒結助劑的濃度C m實際上也與這 些値一致。而且，Ch與C1最好存在於隔著接合界面相對 之側的陶瓷體中。 陶瓷體中所包含的燒結助劑的最高濃度Ch與最低濃 度C1的比率Ch/Cl必須爲1至1 〇〇，較佳爲1 . 1至25， 但是此比率若未滿1並無意義，另一方面若超過1 0 0，則 在接合界面附近會發生歪斜。這是因爲燒結助劑具有使陶 瓷體收縮的性質，因此如果濃度差過大，在溫度上升的情 況下就容易在接合界面發生歪斜或翹曲。而且，如果發生 歪斜，則陶瓷基板會傾斜，以致不容易均一地加熱晶圓等 〇

另外，在測量陶瓷體的上述燒結助劑濃度時是使用X -10- (7) (7)200421432 射線螢光分析計或是能量分散式X射線分光器（E n e r g y Dispersive X-ray Spectrometer: EDS)。並且從構成基體 (matrix)之元素的峰強度及燒結助劑的峰強度的比率來測 量濃度。例如，在ALN基體（陶瓷基板）中有γ2〇3(燒結助 劑）存在的情況下是從鋁的峰強度及釔的峰強度來計算。 亦即可藉由（I(Y)/2x(I(ALN) + I(Y)))xl〇〇%來計算。 再者，這種濃度測量是在從接合界面朝向一方陶瓷側 距離3 mm範圍內的位置，或是從接合界面朝向另一方陶 瓷側距離3 m m範圍內的位置進行。 本發明之又其他實施形態的陶瓷接合體是針對於將兩 個以上同種或不同種的陶瓷體加以接合而獲得的接合體， 其特徵爲：在各陶瓷體的接合界面有以此界面爲中心晶粒 成長而進入其兩側之陶瓷體中的陶瓷成長粒子存在，另一 方面，由此接合界面並沒有高濃度燒結助劑的濃縮層存在 ，而且以該接合界面爲中心而位於一方側的陶瓷體中的燒 結助劑濃度比接合界面的燒結助劑濃度高，另一方面，以 該接合界面爲中心而位於另一方側的陶瓷體中的濃度比接 合界面的燒結助劑濃度低。 這種陶瓷接合體是使燒結助劑以縱剖陶瓷體的接合界 面而具有濃度梯度的方式構成，在接合界面部分剛好沒有 富含燒結助劑的濃縮層存在。亦即，是使構成陶瓷體的粒 子以接合界面爲中心朝向各陶瓷體側分別粒子成長，然後 相互進入另一方的陶瓷體中而使這些相互結合。這種接合 形態亦可使一方陶瓷體含有燒結助劑，另一方陶瓷體則不 -11 - 20042T432 (8) 含有燒結助劑，或是相對減少燒結助劑的含量，再將兩者 接合並且進行燒成而獲得。 亦即，是使燒結助劑從燒結助劑較多的一方朝較少的 一方擴散，藉此使陶瓷的燒結粒子在接合界面成長，並且 使陶瓷體彼此穩固接合。以上述方式獲得的陶瓷接合體由 於不使用燒結助劑的水溶液等，因此製法簡單，接合強度 也較大。這是因爲沒有燒結助劑的量存在，或是燒結助劑 較少之側的陶瓷原本就不會進行燒結，因而可藉由燒結助 劑的擴散使陶瓷粒子大大成長。 弟6圖是具有适種濃度梯度的接合構造的電子顯微鏡 照片（χ 1 5 00)，已知燒結助劑較少之側（柱子側）的粒子直徑 比燒結助劑較多之側（加熱板側）大，且晶粒成長較爲活躍 〇 前述燒結助劑濃度相對較高之側的燒結助劑含量最好 是0.5至2 0 %。其理由在於：未滿0 · 5 %時接合強度會降低 。另外，前述燒結助劑最好是釔化合物或鏡化合物。這些 燒結助劑最好事先存在於至少一方的陶瓷體內。這是因爲 陶瓷粒子的成長在接合界面會變快，因而會產生使接合界 面的燒結助劑的濃縮層消失的作用。 另外，本發明當中所謂的燒結助劑是指具有促進陶瓷 之燒結之作用的物質，與接合助劑同義。因爲接合就是利 用燒結反應的原理。該燒結助劑以前述釔化合物或鏡化合 物當中的釔鹵化物、鏡的鹵化物爲佳。因爲這些被認爲具 有還原力，且可去除接合界面的氧化膜以幫助接合助劑的 -12- 200421432 Ο) 擴散。而且是水溶性，因而容易製作出塗布溶液。 接下來，說明使上述陶瓷體彼此接合的方法。 第1個方法是在接合兩個以上同種或不同種的陶瓷體 時，於接合界面塗布0 · 3 m ο 1 /1至1 m ο 1 /1以下之濃度的燒 結助劑溶液，並且以超過1 8 4 0 °C的溫度進行燒成的方法 °此方法當中，如果將燒結助劑的濃度設定爲〇.3mol/l以 下，就會像專利第2 7 8 3 9 8 0號所記載，在接合界面形成使 助劑濃度成爲高濃度燒結助劑的濃縮層（以白色連續線標 不），以致強度變得不夠充分。萁原因雖然並不十分淸楚 ，但大致上可判定爲濃度太稀，還原力就會變弱，以致無 法去除接合界面的氧化膜。另外，如果在1 m ο 1 /1以上， 燒結助劑又無法完全擴散，最後便會出現高濃度燒結助劑 的濃縮層。再者，如果是1 840 °C以下的燒成溫度，則無 法進行燒結助劑的擴散，最後便會出現燒結助劑的濃縮層 。燒成時間最好是3 0分鐘至3個小時。 亦即，此濃度範圍並不會形成高濃度燒結助劑的濃縮 層（以白色連續線標示），而可謂強度高的特殊範圍。這種 情形亦可由第4圖明瞭。第4圖是在橫軸從左側開始塗布 濃度爲 〇.7mol/l、0.85mol/l、1 .00mol/l的釔溶液時的接 合界面的照片，而且是在縱軸從上方開始以1 8 60 t：、 l〇84t、1 820 °C的燒成溫度進行處理時的接合界面的照片 〇 從這些照片可知，在使用 〇.7mol/l、0.85mol/l的水 溶液，以及1 8 6 0 °C的燒成條件下，於接合界面並沒有釔 •13- (10) (10)2004^1432 層存在。但如果是lmol/Ι的水溶液，無論是在何種溫度 都會在接合界面看到白色線條，且有釔層存在。另外，即 使使用〇·7ηιο1/1、0.85mol/l的水溶液，但如果是在1840 °C以下的燒成條件下仍會看到白色線條，且有釔層存在。 其他陶瓷接合體的製造方法是在接合兩個以上同種或 不同種的陶瓷體時，使所要接合之位於一方側的陶瓷體含 有燒結助劑，位於另一方側的陶瓷體則不含有燒結助劑， 或是比前述一方側的陶瓷體的燒結助劑含量相對較少，接 下來使這些陶瓷體彼此接觸，然後進行燒成的方法。 根據這種製造方法，會從燒結助劑較多的一方到較少 的一方開始產生燒結助劑的擴散，並且進入燒結助劑較少 之側而打亂交界，而且燒結助劑較少之側的陶瓷原本就不 會進行燒結，因此可使陶瓷粒子隨著這種燒結助劑的擴散 ，在接合界面大大成長（參照第5圖）。 在此例子當中，燒結助劑較多之側的陶瓷體中的燒結 助劑含量也最好是0 · 5 %以上。因爲燒結助劑的含量如果 未滿〇 · 5重量％會降低接合強度。 接合界面的面粗糙度Rmax以100#m爲佳。因爲 Rmax如果超過1〇〇 # m會降低接合強度。另外，無論怎 樣縮小Ra，只要Rmax超過1 〇〇 # m，接合強度就會降低 。因此與其調整Ra，更需要調整Rmax。接合強度在使用 氮化鋁的情況下，利用四點彎曲實驗爲7 0 0 Μ P a。相對於 此，有高濃度燒結助劑的濃縮層（豐富層）存在的情況下已 知爲400MPa這麼低。 -14- 200471432 (11) 接下來，針對於使用上述陶瓷接合體的本發明之應用 例加以說明。 此例的半導體晶圓用陶瓷構造體是針對於在內部具有 導電體的陶瓷基板；以及在內部具有可與前述基板內導電 體電性連接的供電用導電體，且可與前述陶瓷基板接合的 陶瓷體所構成的陶瓷構造體，其特徵爲：前述陶瓷體是在 半導體晶圓之處理區域外與前述陶瓷基板接合。 這種陶瓷構造體是如前所述，使構成陶瓷體的粒子相 互朝向接合界面的兩側晶粒成長而形成使陶瓷體與陶瓷基 板粒子擴散接合的狀態。而且，這種構造體實際上在接合 界面並沒有高濃度燒結助劑的濃縮層存在。這可藉由電子 顯微鏡觀察，或是利用X射線螢光測量法觀察界面附近 燒結助劑的量，確定在接合介面與陶瓷體內部並沒有特別 的差異存在。亦即，在陶瓷體面向接合界面之側有燒結助 劑存在，但是在接合界面本身並非濃縮有燒結助劑的狀態 。亦即，並未形成有燒結助劑（接合助劑）的濃縮部分。根 據本案發明者群的見解，已知這種燒結助劑層很脆弱，即 使粒子好不容易成長然後交互進入而結合，也容易以此燒 結助劑層爲起點而引起破壞。因此，即可如本發明從接合 界面排除濃縮的燒結助劑層，另一方面可使陶瓷體與陶瓷 基板藉由跨越界面的成長粒子的存在而完全一體化。這種 接合構造還可確保氣密性，陶瓷體內部的供電用導電體也 不會因爲外部的環境氣體而受到腐蝕。本發明是實現 lxliT^Pa· m3/Sec)以下的氦洩漏量。 -15- (12) 20042T432 如以上所說明，本發明的陶瓷構造體是在陶瓷基板 陶瓷體的接合界面沒有燒結助劑的濃縮層存在，而且在 該接合界面爲中心至其兩側之3mm內的範圍內，燒結 劑的最高濃度Ch與最低濃度C1的比率Ch/Cl爲1至1 〇 另外，在此情況下，前述接合界面的燒結助劑的濃 Cm最好是Ch與C1之間的値。如果Ch與C1實際上是 同的値，則接合界面中燒結助劑的濃度Cm實際上也與 些値一致。而且，Ch與C1最好存在於隔著接合界面相 之側的陶瓷體中。 陶瓷體中所包含的燒結助劑的最高濃度Ch與最低 度C1的比率Ch/Cl必須是1至100，較佳爲1.1至25 但是此比率實際上不可能未滿1，另一方面若超過 1 00 則在接合界面附近會發生歪斜。這是因爲燒結助劑具有 陶瓷體收縮的性質，因此如果濃度差過大，在溫度上升 情況下就容易在接合界面發生歪斜或翹曲。如果發生歪 ，則陶瓷基板會傾斜，以致不容易均一地加熱晶圓等。 前述陶瓷構造體當中，在陶瓷基板與陶瓷體的接合 面最好沒有燒結助劑的濃縮層存在，而且以該接合界面 中心而位於一方側的陶瓷體中的燒結助劑濃度比此接合 面的燒結助劑濃度高，比以此接合界面爲中心而位於相 側的陶瓷體中的燒結助劑濃度低。 這種陶瓷接合體是使燒結助劑以縱剖陶瓷體的接合 面而具有濃度梯度的方式而構成，在接合界面部分剛好 與 以 助 00 度 相 這 對 濃 使 的 斜 界 爲 界 反 界 沒 -16- (13) (13)200421432 有富含燒結助劑的濃縮層存在，但仍舊是使構成陶瓷體的 粒子以接合界面爲中心朝向各陶瓷體側分別粒子成長，然 後相互進入另一方的陶瓷體中而使這些相互接合。這種接 合形態亦可使一方陶瓷體含有燒結助劑，另一方陶瓷體則 不含有燒結助劑，或是相對減少燒結助劑的含量，再將兩 者接合然後進行燒成而獲得。 亦即，是使燒結助劑從燒結助劑較多的一方朝較少的 一方擴散，藉此使陶瓷的燒結粒子在接合界面成長，並且 使陶瓷體彼此穩固接合。這種接合體由於不使用燒結助劑 的水溶液等，因此製法簡單，接合強度也較高。 前述陶瓷基板的燒結助劑含量爲0 · 5 %至2 0 %，陶瓷 體中的燒結助劑含量除了接合界面附近之外最好爲0至 1 0 %。因爲燒結助劑的含量未滿0.5重量％會降低接合強 度。而且，燒結助劑的濃度未滿0.5重量％時無法進行燒 結，而且會有氣孔存在，因此會因爲溫度升高而由於自重 產生翹曲，如果超過20%，則燒結助劑會過多而進行燒結 ，使陶瓷基板因爲自重而翹曲。無論哪一種情況皆無法均 一地加熱。另外，陶瓷體中的燒結助劑的存在量如果超過 1 〇%，則熱傳導率會變高，如果想要將陶瓷基板作爲加熱 器，則熱會傳達流出至陶瓷體，以致陶瓷基板的加熱面溫 度均一性降低。 濃度的測量是使用X射線螢光分析計或是能量分散 式X射線分光器（EDS)。而且是從構成基體的元素的峰強 度及燒結助劑的峰強度的比率來形成濃度。例如，在 -17· (14) (14)200421432 A L N基體中有Υ 2 〇 3存在的情況下是從鋁的峰強度及釔的 峰強度來計算。亦即可藉由（I(Y)/2x(i(ALN) + I(Y)))xl〇〇% 來計算。 接下來，說明本發明之再其他構造體的例子。 此例的半導體晶圓用陶瓷構造體是針對於在陶瓷基板 內部具：有導電體；以及具有可與該導電體電性連接的供電 用導電體，且可與前述陶瓷基板接合的陶瓷體所構成的半 導體晶圓用陶瓷構造體，其特徵爲：前述陶瓷體是在半導 體晶圓之處理區域外與前述陶瓷基板接合。 根據這種構成的陶瓷構造體，由於是在半導體晶圓的 處理區域外與前述陶瓷基板接合，因此尤其在以100至 7 00 °C的高溫加熱晶圓的情況下，熱也不會從具有保護功 能的前述陶瓷體被吸走，進而可使晶圓加熱面的溫度均一 化。而且，陶瓷體是保護著供電用導電體，因此即使在腐 蝕性的氣體中也可使用而不會受到腐蝕。 以上所說明的陶瓷構造體可使用在CVD裝置、濺鍍 裝置等半導體製造•檢查裝置的各個部分。本發明當中， 陶瓷基板內部的導電體亦可適用在電阻加熱元件、陰極、 接地電極、等離子體電極、RF電極任一個。而且，導電 體亦可爲複數個。前述陶瓷基板的半導體晶圓之處理區域 是與半導體相對向的表面以及與半導體晶圓相對向的表面 。用來作爲加熱器的情況下，半導體晶圓的處理區域就是 晶圓加熱區域。 接下來，根據第1圖來說明本發明之前述陶瓷構造體 -18- (15) 200421432 的具體例。第i圖是在陶瓷基板1的內部埋設有作 加熱元件的導電體2的例子。在此例子當中，於陶 1對接接合有用來避免供電用導電體6受到腐蝕性 蝕的陶瓷體5。該接合方法基本上是如上所述利用 劑。此外，前述導電體6在其中心部分利用放電加 有孔，並且從該孔注入銲料7使貫穿孔（銲墊）4與 6接合。這種構造是使具有保護功能的前述陶瓷體 晶圓加熱區域之外，因此熱不會被此陶瓷體吸走， 易確保板面全面溫度的均一性。 具有保護功能的前述陶瓷體5的製造方法是如 所示，將一部分缺損的薄膜（g r e e n s h e e t)與沒有缺 膜加以積層，並且印刷導電膠來塡充缺損部分（A ) 來進行燒結（B)，並且將其切斷而加工成圓柱狀（C) 前述陶瓷基板1的厚度以25mm以下爲佳。如 基板1的厚度超過25mm，則陶瓷基板的熱容量會 尤其設置溫度控制機構來加熱、冷卻時，溫度變化 爲熱容量的大小而降低。而且，此陶瓷基板1的厚 是在10mm以下，尤其以5mm以下爲佳。如果超延 ，則在200°C以上的熱容量會變大，以致溫度控制 來載置半導體晶圓之面的溫度均一性容易降低。 前述陶瓷基板1可使用在100至700 °C的溫度 尤其在1 〇〇 °C以上的溫度區域當中，陶瓷的彈性Σ 率）會降低而容易發生翹曲，因此使用本發明的基 有利。 爲電阻 瓷基板 氣體腐 燒結助 工形成 導電體 5位於 故可容 第3圖 損的薄 。接下 ) 果陶瓷 變大， 性會因 度最好 \ 10mm 性、用 區域。 每（楊格 板較爲 -19- (16) (16)200421432 前述陶瓷基板1最好設置複數個可供半導體晶圓w 之升降銷（Π f t e r p i η )插通的貫通孔。貫通孔的直徑爲 0.5mm至30mm。此外，前述陶瓷基板除了使半導體晶圓 W以接觸於陶瓷基板1之一面的狀態加以載置之外，也有 利用陶瓷表面的凸部、插銷（或是升降銷）等來支撐半導體 晶圓，並且在與陶瓷基板1之間保持一定間隔而加以保持 的情況。以下將這種半導體晶圓的載置•保持面稱爲晶圓 處理面。另外，使陶瓷基板與半導體晶圓保持一定距離而 加熱的情況下，其分開距離最好是5 0至5 0 0 0 e m。 使陶瓷基板與半導體晶圓保持一定距離而加熱的情況 下，如果晶圓與陶瓷基板之保持面的距離不一定，則無法 均一地加熱晶圓。因此必須縮小陶瓷基板的翹曲量，於是 本發明尤其可發揮有效作用。本發明當中，翹曲量在100 °C至7 00 °C的溫度區域下使用時最好是未滿70 # m。如果 超過70 // m，則陶瓷基板的處理面（加熱面）與晶圓的距離 會變得不均一，以致無法均一地加熱晶圓。 將陶瓷基板的直徑限定爲超.過25 0mm是因爲半導體 晶圓的直徑大部分都在1 〇英吋以上，因而陶瓷基板也需 要大型化。上述陶瓷基板最好在 12英吋（300mm)以上。 因爲這將成爲次世代半導體晶圓的主流。另外，陶瓷基板 的直徑超過2 5 0mm時在高溫下很容易因爲自重等而發生 翹曲。這種翹曲在厚度25mm以下的陶瓷尤其明顯。本發 明正可以調整容易在這種高溫下發生翹曲的陶瓷基板中的 燒結助劑濃度以防止翹曲。 -20- (17) (17)200421432 上述導電體最好設置在從陶瓷基板之晶圓處理面的相 反側面朝厚度方向70%的位置，尤其最好設置在60%之位 置之前的區域或是上述相反側的面。翹曲會因爲自重而發 生，或者在晶圓探測器的情況下是因爲探測器的壓力而發 生。上述導電體有導電性陶瓷、金屬箔、金屬燒結體、金 屬線等。而且，將上述導電體作爲電阻加熱元件的情況下 最好是形成在從陶瓷基板的晶圓處理面的相反側面朝厚度 方向80%的位置，尤其最好設置在50%之位置之前的區域 或上述相反側面。這是因爲熱從加熱元件通過陶瓷基板內 部傳達至晶圓處理面時，會在陶瓷基板中擴散而均熱化， 而且晶圓處理面與加熱元件的距離大較容易使晶圓處理面 的表面溫度均一化。 氣孔率或最大氣孔的氣孔直徑會因爲燒結時的加壓時 間、壓力、溫度、Sic或BN等的添加物而有所調整。由 於SiC或BN會妨礙燒結，因此可將其導入氣孔。 構成本發明之陶瓷基板的陶瓷材料並沒有特別的限定 ，例如有氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、氧化物陶瓷等。上述 氮化物陶瓷的例子有金屬氮化物陶瓷，例如氮化鋁、氮化 矽、氮化硼、氮化鈦等。 另外，上述碳化物陶瓷的例子有金屬碳化物陶瓷，例 如碳化砂、碳化錯、碳化欽、碳化鉅、碳化鎢等。而上述 氧化物陶瓷的例子有金屬氧化物陶瓷，例如氧化鋁、氧化 鉻、堇青石、模來石等。 這些陶瓷可單獨使用，亦可並用兩種以上。這些陶瓷 -21 - (18) (18)200421432 當中，以氮化物陶瓷、氧化物陶瓷爲佳。因爲不容易因高 溫而發生翹曲。而且，氮化物陶瓷當中以氮化鋁最爲合適 。因爲熱傳導率最高，爲180W/m· K。 本發明是如先前所述，在陶瓷基板中最好含有燒結助 劑（接合助劑）。燒結助劑可使用鹼金屬氧化物、鹼金屬氯 化物、鹼金屬硝酸鹽、鹼土類金屬氧化物、鹼土類金屬氯 化物、鹼土類金屬硝酸鹽、稀土類氧化物、稀土類氯化物 、稀土類硝酸鹽，在這些燒結助劑當中，又以CaO、Y203 、氯化釔、氯化鏡、Na20、Li20、Rb203爲佳。另外亦可 使用氧化鋁。這些的含量最好爲0.1至20重量％。氯化物 由於是水溶性，因此在塗布的情況下較爲有利，而且具有 還原力，因此可去除接合界面的氧化膜而容易擴散至陶瓷 內部。 本發明最好在各陶瓷體中含有50至5 OOOppm的碳。 這是因爲藉由碳的存在，可在接合界面形成熱電阻而不會 降低接合強度。這可能是因爲陶瓷粒子藉由燒結助劑在接 合界面成長時是以非晶質狀態取入碳，或是會固溶於結晶 中而降低陶瓷粒子的結晶性。碳通常是用來改善熱傳導率 ，但是本發明卻是用來作爲熱電阻，因此可防止從陶瓷體 至其他陶瓷體的熱傳導率導致接合強度降低。如果碳量過 少便無法發揮熱電阻的作用，相反的如果碳量過多，則無 法接合原本具有碳的陶瓷。該碳量以50至500 Oppm對於 接合最爲有利。藉由將這種熱電阻形成於接合界面，則在 熱從陶瓷基板傳達至陶瓷體，而將陶瓷基板作爲加熱器來 -22- (19) (19)200421432 使用的情況下，可有效防止加熱面的溫度分布不均一。此 外，通常在燒結陶瓷粉末的情況下是使用粘合劑，但是通 常會進行脫脂，而且碳是在30ppm以下。碳亦可存在於 陶瓷基板、陶瓷體（陶瓷保護體）任何一方或是雙方。藉由 含有碳，可使陶瓷基板黑色化，在作爲加熱器時可充分利 用輻射熱。 碳可爲非晶質或結晶質的碳。使用非晶質碳的情況下 可防止體積電阻率在高溫下降低，使用結晶質碳的情況則 可防止熱傳導率在高溫下降低。因此，依用途的不同，亦 可並用結晶質碳與非晶質碳雙方。另外，碳的含量以200 至2000ppm爲較佳範圍。 於陶瓷基板含有碳的情況下，最好以其明度爲根據 JIS Z 8721之規定的値，β(] N6以下的方式來含有碳。因 爲具有此程度之明度的碳的輻射熱量、隱蔽性較佳。 此處之明度Ν是將理想黑的明度設定爲0，理想白的 明度設定爲1 〇，並且在這些黑的明度與白的明度之間， 使該色的明度感覺形成等歩調而將各色分割成1 〇等分， 並且以Ν0至Ν 1 0的記號加以表示。實際明度的測量是與 對應於N 0至Ν 1 0的色票加以比較來進行。此時的小數點 1位爲0或5。 本發明的陶瓷基板是使用在用來進行半導體之製造或 半導體之檢查的裝置的陶瓷基板，具體的裝置例如有靜電 吸座、晶圓探測器、加熱板、承受器等。埋設在陶瓷基板 的導電體（電阻加熱元件）例如有金屬或導電性陶瓷的燒結 •23- (20) 200421432 體、金屬箔、金屬線等。金屬燒結體則最好 選擇的至少一種。這些金屬較不易氧化，對 分的電阻値。 另外，導電性陶瓷可使用從鎢、鉬之碳 至少一種。用來作爲電阻加熱元件的金屬箔 刻等使鎳箔、不鏽鋼箔形成圖案而作爲電阻 圖案化的金屬箔亦可藉由樹脂薄膜等加以貼 是例如有鎢線、鉬線等。 【實施方式】 〔實施例〕 以下，再詳加說明本發明。 (實施例1)附有加熱器的A1N製靜電吸座（第 (1) 使用將在空氣中以50CTC燒成一個小 末（德山社製、平均粒徑1 . 1 // m) 1 0 0重量部 (平均粒徑：0.4 // m)4重量部、丙烯酸系粘会 部、分散劑0 · 5重量部以及1 - 丁醇與甲醇j 5 3重量部加以混合的膏狀物（p a s t e)，並 (doctor blade)法成形，而獲得厚度〇.47mm ^ (2) 以8(TC使前述薄膜乾燥5個小時之 •加工的薄膜，利用穿孔機形成作爲可供_ 3.0mm、5.0mm的半導體晶圓支撐插銷（升降 通孔的部分、以及作爲用來與供電用導電體: 是從鎢、鉬所 於加熱具有充 化物所選擇的 亦可爲利用蝕 力口熱元件者。 合。金屬線則 1圖） 時的氮化鋁粉 、三氧化二釔 Γ劑1 1 .5重量 听構成的乙醇 且利J用刮刀 ?薄膜。 後，對於需要 徑 1.8mm、 銷）插通之貫 i接之貫穿孔 -24- (21) (21)200421432 (銲墊）4的部分。 (3) 將平均粒子直徑l//m的超硬質合金（碳化鎢）粒子 】0 〇重量部、丙烯酸系粘合劑3 · 0重量部、α -萜品烯醇溶 媒3 · 5重量部以及分散劑0.3重量部加以混合而調製成導 體膏狀物Α。 (4) 在用來連接外部端子的貫穿孔用（銲墊）4的貫通孔 塡充導體膏狀物A。然後在印刷形成有電阻加熱元件之圖 案的薄膜上，再於上側（加熱面）積層3 4至6 0片未印刷有 膏狀物的薄膜，並且於下側積層1 3至3 0片，然後以1 3 0 °C、8 0kg/cm2的壓力對於這些進行壓接而形成積層體。 (5) 對於前述積層體在氮氣中，以600 °C進行5小時的 脫脂，並且以1 8 90 °C、壓力150kg/cm2進行3小時的熱壓 ，而製成氮化鋁製的板狀體1。 (6) 使用上述（1)所獲得的薄膜以及（3)的膏狀物，燒結 形成以長條狀埋設形成有超硬質合金的陶瓷板（第 3 A、B 圖）。 沿著超硬質合金將其切斷，然後加工成圓柱狀（第3 C 圖）。再利用放電加工在超硬質合金的導電體形成貫通孔 ，以作爲具有保護功能的陶瓷體5。 (7) 在陶瓷體5的接合面塗布0.7mol/l的氯化釔水溶 液，然後乾燥，並且以lkg/cm2的壓力對於此陶瓷體5與 陶瓷基板1進行加壓，同時在氮氣中加熱至1 8 6 0 °C然後 放置3個小時。再從前述貫通孔注入Ni-Au所形成的金銲 料7,然後以900 °C進行平坦化熱處理而完成連接。 (22) (22)200421432 (實施例2) 在陶瓷體5的接合面塗布〇.85mol/l的氯化釔水溶液 ，然後乾燥，並且以lkg/cm2的壓力對於此陶瓷體5與陶 瓷基板1進行加壓，同時在氮氣中加熱至1 8 6 0 °C然後放 置3個小時。 (實施例3) 此實施例與實施例1相同，但此例是使用氮化矽作爲 陶瓷基板的例子。 具體而言，使用將氮化矽（平均粒子直徑0.4//m)100 重量部、氧化鏡（平均粒徑：〇 · 4 # m) 1、2、4重量部、丙 烯酸系粘合劑1 1 . 5重量部、分散劑0.5重量部以及1 - 丁 醇與甲醇所形成的乙醇5 3重量部加以混合的膏狀物，並 且利用刮刀法成形，而獲得厚度0.47mm的薄膜。另外， 塗布於此薄膜的燒結助劑是使用氯化鏡的0.3 mo 1/1之水溶 液0 (比較例1) 與實施例1相同，但此例是在陶瓷體5的接合面塗布 lmol/1的氯化釔水溶液，然後乾燥，並且以lkg/cm2的壓 力對於此陶瓷體5與陶瓷基板1進行加壓，同時在氮氣中 加熱至1 8 6 0 °C然後放置3個小時。 (比較例2) -26- (23) (23)20042T452 與實施例1相同，但此例是在陶瓷體5的接合面塗布 0.26mol/l的氯化釔水溶液，然後乾燥，並且以lkg/cm2 的壓力對於此陶瓷體5與陶瓷基板1進行加壓，同時在氮 氣中加熱至1 8 6 0 t：然後放置3個小時。 (比較例3) 與實施例1相同，但此例是在陶瓷體5的接合面塗布 0.7mo 1/1的氯化釔水溶液，然後乾燥，並且以lkg/cm2的 壓力對於此陶瓷體5與陶瓷基板1進行加壓，同時在氮氣 中加熱至1 840 °C然後放置3個小時。 (實施例4) 此例雖然採用與實施例1相同的接合方法，但卻是使 導電體保護用陶瓷體如第2圖所示，形成管狀而設在晶圓 加熱區域，並且使用銅線作爲導電體。管狀（筒狀）的保護 陶瓷體是以如下方式製造而成。 使用將氮化鋁粉末（德山社製、平均粒徑 1.1 β m) 100 重量部、Y2〇3(平均粒徑Ο·4 # m)4重量部、丙烯酸系樹脂 粘合劑1 1 · 5重量部、分散劑〇 · 5重量部以及1 - 丁醇與甲 醇所構成的乙醇5 3重量部加以混合的組成物，並且利用 噴霧乾燥法製造顆粒，再將此顆粒放入端部具有突緣部的 大致圓筒狀模具，並且以常壓、1890 °C進行燒結，而形成 長 200mm、外徑 45mm、內徑 35mm，且在端部具有突緣 部的管狀（筒狀）體。 -27- (24) (24)200421432 (實施例5 ) (1 )使用將在空氣中以5 OOt燒成一個小時的氮化鋁粉 末（德山社製、平均粒徑1.1 // m) 100重量部、三氧化二釔 (平均粒徑：〇·4 " m)預定量、丙烯酸系粘合劑η .5重量部 、分散劑〇·5重量部以及1-丁醇與甲醇所構成的乙醇53 重量部加以混合的膏狀物，並且利用刮刀法成形，而獲得 厚度0.47mm的薄膜。 (2) 以80°C使前述薄膜乾燥5個小時之後，對於需要 加工的薄膜，利用穿孔機形成作爲可供直徑1.8mm、 3.0mm、5.0mm的半導體晶圓支撐插銷（升降銷）插通之貫 通孔的部分、以及作爲用來與導電體連接之貫穿孔（銲墊 )4的部分。 (3) 將平均粒子直徑l//m的超硬質合金粒子1〇〇重量 部、丙烯酸系粘合劑3 · 0重量部、α ·萜品烯醇溶媒3 .5重 量部以及分散劑〇 · 3重量部加以混合而調製成導體膏狀物 Α。 (4) 在用來連接外部端子的貫穿孔用（銲墊）4的貫通孔 塡充導體膏狀物A。然後在印刷形成有電阻加熱元件之圖 案的薄膜上，再於上側（加熱面）積層34至60片未印刷有 膏狀物的薄膜，並且於下側積層1 3至3 0片，再積層已印 刷有RF電極圖案（格子狀）8的薄膜，並且在其上方積層 兩片未印刷有圖案的薄膜，然後以130°C、80kg/cm2的壓 力對於這些進行壓接而形成積層體。 (5 )對於前述積層體在氮氣中，以6 0 0 °C進行5小時的 -28- (25) (25)200421432 脫脂，並且以1 890 °C、壓力150kg/cm2進行3小時的熱壓 ，而製成氮化鋁製的板狀體1。 (6) 使用在上述（1)所獲得的薄膜當中未添加有三氧化 二釔的組成物、以及前述（3 )的膏狀物，燒結形成以長條 狀埋設形成有超硬質合金的陶瓷板（第3 A、B圖）。沿著超 硬質合金將其切斷，然後加工成圓柱狀（第3C圖）。再利 用放電加工在超硬質合金的導電體形成貫通孔，以作爲具 有保護功能的陶瓷體5。 (7) 以2kg/cm2對於陶瓷體5與陶瓷基板1進行加壓， 同時以預定溫度進行加熱然後放置預定時間。再從貫通孔 注入N i - A11所形成的金銲料7，然後以9 0 0 °C進行平坦化 熱處理而完成連接（第7圖）。 在表1除了利用能量分散式X射線分光器E D S (日立 製作所S-43 0 FESEM)測量了陶瓷基板之原料中所包含的 三氧化二釔（燒結助劑）的濃度、接合所需的燒成溫度、時 間、以及接合界面至陶瓷基板側3 m m之位置的燒結助劑 濃度（Ch)、接合界面至陶瓷保護體側3mm之位置的燒結 助劑濃度（C1)、接合界面的燒結助劑濃度（Cm)之外，還調 查了碳濃度、接合強度、氦洩漏量、電極在CF4等離子體 氣體中是否受到腐蝕、溫度升高至5 5 0 °C時的翹曲量、 5 5 0 °C之晶圓的溫度分布。碳濃度是將陶瓷基板、陶瓷保 護體加以粉碎，再將以5 0 0至8 0 0 °C進行加熱所產生的 C〇2氣體加以蒐集來進行測量。氦洩漏量是使用面積 706.5 mm2、厚度1mm的試料，並且利用氦洩漏偵測器（島 -29- (26) (26)200421432 津製作所製 「MSE-1 1 AU/TP型」來測量。 根據此實驗的結果，已知如果Ch/Cl超過1 00，則陶 瓷基板會歪斜，使晶圓的溫度均一性降低，而且氦洩漏量 會增加以致降低氣密性。由該結果可知會發生電極的腐蝕 。C m的値是C h、C1中間的値。

-30· 200421432 〔ΐ撇〕 溫度分布 *3 (°C) — Η m — — r- ο 卜 Ο 卜 Ο m 翹丨山 (//m) ο 〇 o 腐蝕 氦洩漏量 (Pa · m3/sec) 5.0xl〇·12 5.1xl〇·12 5.0xl〇·12 5·2χ10·丨2 9x10-11 8χ1〇-丨2 5.0χ10'12 4.7χ10'12 5·5χ10-丨2 8xl〇·12 5xKT 丨0 7xl〇·10 接合強度 (MPa) 〇 〇 〇 JO o ο ο ο ο OO VO ο ο ο i〇 ο 卜 Ό o 寸 g m Ch/Cl *2 ο r—ν -Η ο (Ν m οό m < VO £ u 〇 〇 〇 呑 Ο Ο m ο 寸 I Η Ο g ο g Ο m (N 寸 m (N (N u 〇 ο o ο (Ν Ο ι ι S ο s ο s § s v〇 〇 (N (N 〇 (N 〇 f i to o o m o (Ν (Ν Ο (Ν ο Ο g o (N Ό 〇 m O 燒成時間 (hr) cn m m ο m m m 燒成溫度 (°C) § 00 1 Η § oo s 00 1 1 H s oo f—Ή ο νο οο Ο g OO r-H ο g ψ 1 i Ο ΟΝ V—Η o ON § oo H S 00 V—H 原料中三氧化二釔 (重量部） 寸 寸 寸 * 寸 宕 ο 寸 CN o •— (N m 寸 ιΛ (Ν cn VO ^T) (N 碱匡 oos 載装tt·poo 寸就了 ls^fcε* Γ -31 - (28) (28)200421432 (實施例6)碳濃度與擴散性能的關係 雖然與實施例4相同，但是以表2所示的條件製作陶 瓷基板及保護用陶瓷，並且僅於陶瓷基板添加碳。而且， 管狀（筒狀）體是使用以下的組成物。 使用將氮化鋁粉末（德山社製、平均粒徑1.1 # m)l〇〇 重量部、丙烯酸系樹脂粘合劑1 1 · 5重量部、分散劑0 · 5 重量部以及卜丁醇與甲醇所構成的乙醇5 3重量部加以混 合的組成物，並且利用噴霧乾燥法製造顆粒，再將此顆粒 放入端部具有突緣部的大致圓筒狀模具，並且以常壓、 1 8 90 °C進行燒結，而形成長 200mm、外徑 45mm、內徑 3 5 mm，且在端部具有突緣部的管狀（筒狀）體。在此保護 用陶瓷體並未添加燒結助劑。 已知經過脫脂的成形體當中只殘留3 Oppm程度的碳 ，但是添加50至5000ppm的碳的試料當中，加熱面的溫 度不容易下降。爲何會形成熱電阻雖然並不淸楚，但大致 可推測爲當陶瓷粒子藉由燒結助劑在接合界面成長時是以 非晶質狀態取入碳，或是固溶於結晶中而降低了 A1N的 結晶性。 詳細的原理雖然不甚明白，但是只要在接合界面有燒 結助劑存在，並且使陶瓷粒子朝向接合界面的兩側延伸而 晶粒成長，以於陶瓷體含有50至500 〇ppm的碳，即可形 成熱電阻。 -32- 200421432 〔CXI撇〕 溫度分布 (°C) ^Τ) οο ^sO 'Ο 00 碳濃度 (ppm) 基板50 柱子30 基板800 柱子30 基板5000 柱子30 基板5500 柱子30 基板30 柱子30 基板30 柱子50 基板30 柱子800 基板30 柱子5000 基板30 柱子5500 柱子添加碳 (wt%) ο ο ο ο ο 0.0025 0.08 to Ο r- ο ο 0.0025 0.08 ο ο ο ο Ο ο (Ν rn νό νό νο νο 卜 νό οο VD 〇ΓΝ

i I Γ^1—^i Γ -33- (30) (30)200421432 接下來，對於上述各實施例以及比較例的加熱器進行 以下的評價實驗。 評價實驗方法 (1 )表面溫度的均一性 使陶瓷基板之晶圓處理面中各部位的溫度上升至400 °C，然後利用溫度紀錄器（日本碟達姆（Detum)社製 IR 1 620 1 2-00 1 2)來測量，求出最低溫度與最高溫度的溫度 差。 (2)接合強度 利用四點彎曲實驗測量接合強度。 根據上述評價實驗的結果，實施例1、2、3當中加熱 面的溫度差爲1 · 0 °C、1 · 〇 t、1 .51：，實施例4則爲3 °C。 另外，實施例1、2、3的彎曲強度爲700MPa、750MPa、 1 5 0 0 MPa ,比較例 1、2、3 則分別爲 4 0 0 Μ P a、3 8 0 Μ P a 、400 MPa。 然而，專利第2 7 8 3 980號當中使用氮化矽的情況是 900 MPa,因此本發明實施例3高於此値。 實施例1至3在接合界面並未發現燒結助劑之三氧化 二釔的白色線條，但是在比較例1至3則發現了白色線條 〇 從第4圖可以明瞭，以1 86(TC燒成的情況下，即使 塗布0.7mol/l、0.85mol/l之濃度的氯化纟乙，在接合界面 也不會觀察到釔的白色線條。 -34- (31) (31)200421432 藉由能量分散式X射線分光器EDS(日立製作所 S-43 0FESEM)的測量，從接合交界朝陶瓷基板側進入3mm 之位置的釔濃度在利用能量分散式X射線分光器的測量 之下爲0.52%，接合界面爲〇.50%，從接合界面朝陶瓷保 護體側進入3 mm的位置爲0 · 4 8 %，大致都是相同的濃度 〇 比較例1當中，從接合交界朝陶瓷基板側進入3mm 之位置的釔濃度在利用能量分散式X射線分光器的測量 下爲0.62%，接合界面爲4.23%，從接合界面朝陶瓷保護 體側進入3mm的位置爲0.56%。比較例2當中，從接合 交界朝陶瓷基板側進入3 mm之位置的釔濃度在利用能量 分散式X射線分光器的測量下爲 0.22%，接合界面爲 2.23%,從接合界面朝陶瓷保護體側進入3mm的位置爲 0.3 6%。由於燒結助劑的量少，因此可判定爲無法去除陶 瓷表面的氧化膜，而無法進行擴散。 〔產業上的利用可能性〕 本發明是加熱板（陶瓷加熱器）或靜電吸座、晶圓探測 器、承受器等可用來作爲CVD裝置或濺鍍裝置等的半導 體之製造裝置或半導體檢查裝置的各構成構件者。 【圖式簡單說明】 第1圖是本發明半導體製造•檢查裝置用陶瓷接合體 之一例的模式縱剖視圖。 -35- (32) (32)200421432 第2圖是習知陶瓷接合體的模式縱剖視圖。 第3圖是用來保護供電用導電體的陶瓷體的製程圖。 第4圖是接合界面的電子顯微鏡照片。 第5圖是接合界面的電子顯微鏡照片（X 3 0倍）。 第6圖是接合界面的電子顯微鏡照片（xl 5 00倍）。 第7圖是具有RF電極的陶瓷構造體的模式縱剖視圖 主要元件對照表 1 陶瓷基板 2 導電體 4 貫穿孔（銲墊） 5 陶瓷體 6 供電用導電體 7 銲料 8 RF電極圖案 30 陶瓷體 40 供電用導電體 W 半導體晶圓 -36-

Claims (1)

1. 200421432 (1) 拾、申請專利範圍 1 · 一種陶瓷接合體，是將兩個以上同種或不同種的陶 瓷體加以接合而獲得的接合體，其特徵爲：在各陶瓷體的 接合界面有以此界面爲中心晶粒成長而進入其兩側之陶瓷 體中的陶瓷成長粒子存在，另一方面，由此接合界面並沒 有燒結助劑層存在。 2 . —種陶瓷接合體，是將兩個以上同種或不同種的陶 瓷體加以接合而獲得的接合體，其特徵爲：在各陶瓷體的 接合界面有以此界面爲中心晶粒成長而進入其兩側之陶瓷 體中的陶瓷成長粒子存在，另一方面，由此接合界面並沒 有燒結助劑層存在，並且使距離前述接合界面3 m m之範 圍內的各陶瓷體中所包含的燒結助劑之最高濃度Ch與最 低濃度C1的比率Ch/Cl位於1至1 00的範圍內。 3 . —種陶瓷接合體，是將兩個以上同種或不同種的陶 瓷體加以接合而獲得的接合體，其特徵爲：在各陶瓷體的 接合界面有以此界面爲中心晶粒成長而進入其兩側之陶瓷 體中的陶瓷成長粒子存在，另一方面，由此接合界面並沒 有燒結助劑層存，而且以該接合界面爲中心而位於一方側 的陶瓷體中的燒結助劑濃度比接合界面的燒結助劑濃度高 ，另一方面，以該接合界面爲中心而位於另一方側的陶瓷 體中的濃度比接合界面的燒結助劑濃度低。 4 · 一種半導體晶圓用陶瓷構造體，是針對於在內部具 有導電體的陶瓷基板；以及在內部具有可與前述基板內導 電體電性連接的供電用導電體，且可與前述陶瓷基板對接 -37- (2) (2)200421432 接合的陶瓷體所構成的陶瓷構造體，其特徵爲：在各陶瓷 體的接合界面有以此界面爲中心晶粒成長而進入其兩側之 陶瓷體中的陶瓷成長粒子存在，另一方面，由此接合界面 並沒有燒結助劑層存在。 5 .如申請專利範圍第4項所記載的陶瓷構造體，其中 ，距離前述接合界面3mm之範圍內的各陶瓷體中所包含 的燒結助劑的量是使最高濃度Ch與最低濃度C1的比率 Ch/Cl位於1至100的範圍內。 6.如申請專利範圍第4或第5項所記載的半導體晶圓 用陶瓷接合體，其中，以接合界面爲中心而位於一方側的 陶瓷體中的燒結助劑濃度比接合界面的燒結助劑濃度高， 另一方面，以該接合界面爲中心而位於另一方側的陶瓷體 中的濃度比接合界面的燒結助劑的濃度低。 7 .如申請專利範圍第6項所記載的半導體晶圓用陶瓷 構造體，其中，將前述陶瓷基板的燒結助劑含量設定爲 0.5%至20%，將接合界面附近以外的保護用陶瓷體中的燒 結助劑含量設定爲〇至10%。 8. —種半導體晶圓用陶瓷構造體，是在內部具有導電 體的陶瓷基板；以及在內部具有可與前述基板內導電體電 性連接的供電用導電體，且可與前述陶瓷基板對接接合的 陶瓷體所構成的陶瓷構造體，其特徵爲：在各陶瓷體的接 合界面有以此界面爲中心晶粒成長而進入其兩側之陶瓷體 中的陶瓷成長粒子存在，另一方面，由此接合界面並沒有 燒結助劑層存在；前述陶瓷體含有50至5 OOOppm的碳。 -38-