JP2002226281A - Joint structure and method for manufacturing the same - Google Patents
Joint structure and method for manufacturing the sameInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、一般的には接合
構造とその製造方法に関し、特定的には、ＣＶＤ（Chem
ical Vapor Deposition）装置、プラズマＣＶＤ装置、
エッチング装置等の半導体製造装置のヒータ回路、高周
波（ＲＦ：Radio Frequency）回路、静電チャック回路
等の端部電極と、その電極に電力を供給するリード部の
端部との間の接合構造と、その製造方法に関し、高温で
の酸素ガスやハロゲンガス等に対する耐食性に優れた接
合構造に向けられるものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention generally relates to a joint structure and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a CVD (Chemical Chemistry) structure.
ical Vapor Deposition) equipment, plasma CVD equipment,
The bonding structure between the end electrodes of heater circuits, radio frequency (RF) circuits, electrostatic chuck circuits, etc. of semiconductor manufacturing equipment such as etching equipment, and the ends of leads that supply power to the electrodes. The present invention is directed to a bonding structure having excellent corrosion resistance to oxygen gas and halogen gas at high temperatures.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、ヒータ回路や高周波回路等を構成
する導電部材としてモリブデンのコイル状導電部材、モ
リブデンのメッシュ状または網状の導電部材等を窒化ア
ルミニウムの粉末中に埋込み、ホットプレスによって焼
結体にして半導体製造装置用のセラミックス部材が製造
されていた。2. Description of the Related Art Conventionally, molybdenum coil-shaped conductive members, molybdenum mesh-shaped or net-shaped conductive members, etc. are embedded in aluminum nitride powder as conductive members constituting a heater circuit, a high-frequency circuit, and the like, and sintered by hot pressing. A ceramic member for a semiconductor manufacturing apparatus has been manufactured as a whole.
【０００３】上記のようなセラミックス部材の中に埋込
まれた導電部材に電力を供給するための接続構造が、た
とえば特開平８−２７７１７１号公報に提案されてい
る。その公報においては、電力供給用コネクタの先端部
分とセラミックス部材中の金属電極とを、アルミニウム
合金ロウ、銅合金ロウ、ニッケル合金ロウによって接合
する構造が示されている。A connection structure for supplying power to a conductive member embedded in a ceramic member as described above has been proposed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-277171. The publication discloses a structure in which a tip portion of a power supply connector and a metal electrode in a ceramic member are joined by an aluminum alloy brazing, a copper alloy brazing, or a nickel alloy brazing.
【０００４】また、特開平８−２７７１７３号公報に
は、メッシュ状または網状の金属電極を窒化アルミニウ
ムセラミックス内に埋込み、その金属電極の一部を露出
させ、その露出部分と窒化アルミニウムセラミックスと
の双方を電力供給用コネクタの先端面にロウ付けする構
造が示されている。Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-277173 discloses that a metal electrode in the form of a mesh or a mesh is embedded in an aluminum nitride ceramic, a part of the metal electrode is exposed, and both the exposed part and the aluminum nitride ceramic are exposed. 1 is brazed to the front end surface of the power supply connector.
【０００５】さらに、特開平１０−２０９２５５号公報
には、コネクタ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晒されても、高い接
合強度と良好な導通性能を保持するような接合構造が提
案されている。Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-209255 discloses that a connection structure between a connector and a metal electrode exhibits high bonding strength and good conduction performance even when exposed to a high temperature or a thermal cycle in an oxidizing atmosphere. A joint structure for holding the structure has been proposed.
【０００６】一方、モリブデンを含む金属からなる部材
が埋設されたセラミックス部材においては、セラミック
ス部材中の金属埋設部材と金属接合部材とを接合する接
合構造が特開平１１−１２０５３号公報に開示されてい
る。この公報においては、酸化性雰囲気下または腐食性
ガス雰囲気下で耐食性を高めるために、金属埋設部材の
露出部分とセラミックス部材が、金、白金およびパラジ
ウムからなる群より選ばれた１種以上の金属からなる接
合層によって金属接合部材に接合されている。On the other hand, in a ceramic member in which a member made of a metal containing molybdenum is embedded, a joining structure for joining a metal embedded member and a metal joining member in the ceramic member is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 11-12053. I have. In this publication, in order to enhance corrosion resistance under an oxidizing atmosphere or a corrosive gas atmosphere, an exposed portion of a metal buried member and a ceramic member are made of at least one metal selected from the group consisting of gold, platinum and palladium. And is joined to the metal joining member.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ところで、銀ロウは、
８００℃程度の温度の真空または水素ガス雰囲気下で接
合することができ、安価なため、電子部品の組立用接合
材料等に一般的に用いられている。しかしながら、半導
体製造装置用のＣＶＤ装置やプラズマＣＶＤ装置等で
は、導電部材を埋設しているセラミックス部材としての
サセプタは４００℃以上の高温の大気やハロゲンガスに
晒される。したがって、上記のような用途のセラミック
ス部材に埋設された導電部材に接合するために銀ロウを
用いると、銀ロウは耐熱性が低いために低い温度で使用
されるセラミックス部材に限定される。また、銀ロウは
高温での耐酸化性や耐腐食性に劣っているため、銀ロウ
を用いて導電部材と接合すると、セラミックス部材から
露出した導電部材としての電極部の周辺を窒素等の不活
性ガスで充填しておく必要があった。特に、銀は高温に
てマイグレーションを起こして絶縁不良を引き起こして
しまうため、高温で使用されるセラミックス部材中の導
電部材への接合材料として使用するには問題があった。
さらに、露出した電極部の周辺に常に不活性ガスを充填
しておくことは、装置の製造コストの増加を招き、製造
装置の運転上においても煩雑な作業になってしまうとい
う問題がある。By the way, silver brazing is
Since it can be bonded in a vacuum or a hydrogen gas atmosphere at a temperature of about 800 ° C. and is inexpensive, it is generally used as a bonding material for assembling electronic components. However, in a CVD apparatus for a semiconductor manufacturing apparatus, a plasma CVD apparatus, or the like, a susceptor as a ceramic member having a conductive member embedded therein is exposed to a high-temperature atmosphere of 400 ° C. or higher or a halogen gas. Therefore, when silver brazing is used for bonding to a conductive member embedded in a ceramic member for the above-described applications, silver brazing is limited to ceramic members used at low temperatures due to low heat resistance. In addition, since silver brazing is inferior in oxidation resistance and corrosion resistance at high temperatures, when it is joined to a conductive member using silver brazing, the periphery of the electrode as a conductive member exposed from the ceramic member is not affected by nitrogen or the like. It had to be filled with active gas. In particular, since silver causes migration at high temperatures and causes insulation failure, there is a problem in using silver as a bonding material to a conductive member in a ceramic member used at high temperatures.
Furthermore, the fact that the inert gas is always filled around the exposed electrode portion causes an increase in the manufacturing cost of the apparatus, and there is a problem in that the operation of the manufacturing apparatus is complicated.
【０００８】そこで、導電部材と電力供給用コネクタと
の間の接合部分に耐熱性と耐酸化性と耐腐食ガス性を持
たせることが必要となる。Therefore, it is necessary that the joint between the conductive member and the power supply connector has heat resistance, oxidation resistance and corrosion gas resistance.
【０００９】特開平１１−１２０５３号公報には、モリ
ブデンを含む金属からなる部材を埋設したセラミックス
部材において、金、白金およびパラジウムからなる群よ
り選ばれた１種以上の金属と活性金属とを用いて、金属
埋設部材の露出部分とセラミックス部材と金属接合部材
とを接合することが開示されている。さらに、低熱膨張
率導体を介在させて金属埋設部材と金属接合部材とを接
合し、これらを筒状のニッケル等の雰囲気保護体で囲ん
でロウ付けすることも示されている。しかしながら、コ
イル状のモリブデンの導電部材やメッシュ状のモリブデ
ンの導電部材で回路を構成すると、微細なパターンを有
する回路を形成することが困難になる。そのため、ウェ
ハを均一加熱するようにセラミックス部材を設計するに
は限界がある。Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-12053 discloses a ceramic member in which a member made of a metal containing molybdenum is embedded, wherein at least one metal selected from the group consisting of gold, platinum and palladium and an active metal are used. It is disclosed that the exposed portion of the metal buried member is joined to the ceramic member and the metal joining member. Further, it is also disclosed that a metal buried member and a metal bonding member are joined with a low thermal expansion conductor interposed therebetween, and these are surrounded by a tubular atmosphere protector such as nickel and brazed. However, when a circuit is formed using a coil-shaped molybdenum conductive member or a mesh-shaped molybdenum conductive member, it is difficult to form a circuit having a fine pattern. Therefore, there is a limit in designing a ceramic member to uniformly heat a wafer.
【００１０】また、ＣＶＤ装置やプラズマＣＶＤ装置で
は、セラミックス部材としてのサセプタやチャンバに積
層した膜が剥離するとパーティクルの原因となる。この
パーティクルを除去するために、定期的に３００℃以下
に温度を下げてフッ化窒素（ＮＦ3）ガスやフッ化塩素
（ＣｌＦ3）ガスを用いてクリーニングしたり、室温ま
で温度を下げてチャンバを開放してクリーニングする必
要がある。In a CVD apparatus or a plasma CVD apparatus, when a film laminated on a susceptor or a chamber as a ceramic member peels off, it causes particles. In order to remove these particles, the temperature is periodically lowered to 300 ° C. or less, and cleaning is performed using nitrogen fluoride (NF 3 ) gas or chlorine fluoride (ClF 3 ) gas, or the temperature is lowered to room temperature to form a chamber. Need to be opened and cleaned.
【００１１】さらに、モリブデンは低熱膨張率（熱膨張
率：５．５×１０-6／℃）を有する金属の１つである
が、窒化アルミニウム（熱膨張率：４．５×１０-6／
℃）との間の熱膨張率差によって、高温と低温との間で
加熱冷却を何回も繰返すと、モリブデンの導電部材を埋
込んだ、窒化アルミニウムからなるセラミックス部材が
熱応力により割れを発生してしまう。Further, molybdenum is one of the metals having a low coefficient of thermal expansion (coefficient of thermal expansion: 5.5 × 10 −6 / ° C.), but aluminum nitride (coefficient of thermal expansion: 4.5 × 10 −6 / ° C).
℃), the heating and cooling between high and low temperatures is repeated many times, the ceramic member made of aluminum nitride embedded with the molybdenum conductive member cracks due to thermal stress Resulting in.
【００１２】一方、モリブデンからなる回路の露出部に
耐食性の高いニッケル等の金属接合部材を直接接合する
と、窒化アルミニウムとニッケル（熱膨張率：１２．８
×１０-6／℃）との間の熱膨張率差から熱応力が生じ、
ヒートサイクルによってセラミックス部材が破損してし
まう。そこで、低熱膨張率の材料を介在させてモリブデ
ンの回路露出部と金属接合部材とを接合する必要があ
る。しかしながら、特開平１１−１２０５３号公報のよ
うに筒状のニッケル等の雰囲気保護体で回路の露出部を
囲むようにして、その保護体とセラミックス部材とをロ
ウ付けすると、接合箇所が増えるため、リークの可能性
が高くなる。また、ニッケル等の筒状雰囲気保護体を窒
化アルミニウムからなるセラミックス部材に接合する
と、その接合部にニッケルと窒化アルミニウムとの間の
熱膨張率の差に起因する熱応力が発生するという問題も
あった。On the other hand, when a metal joining member such as nickel having high corrosion resistance is directly joined to the exposed portion of the circuit made of molybdenum, aluminum nitride and nickel (coefficient of thermal expansion: 12.8) are formed.
× 10 −6 / ° C), a thermal stress is generated from the difference in thermal expansion coefficient between
The ceramic member is damaged by the heat cycle. Thus, it is necessary to join the metal exposed member and the circuit exposed portion of molybdenum with a material having a low coefficient of thermal expansion interposed. However, when the exposed portion of the circuit is surrounded by a cylindrical atmosphere protector such as nickel or the like as in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-12053, and the protector and the ceramic member are brazed, the number of joints increases, and the leakage is reduced. The likelihood increases. Further, when a cylindrical atmosphere protector such as nickel is joined to a ceramic member made of aluminum nitride, there is also a problem that a thermal stress is generated at the joint due to a difference in thermal expansion coefficient between nickel and aluminum nitride. Was.
【００１３】そこで、この発明の目的は、耐熱性と耐酸
化性と耐腐食ガス性を兼ね備えるとともに、熱応力によ
る割れの発生を防止することが可能な接合構造とその製
造方法を提供することである。An object of the present invention is to provide a joint structure having both heat resistance, oxidation resistance, and corrosion gas resistance and capable of preventing cracks due to thermal stress, and a method of manufacturing the same. is there.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明者は上記の問題点
を鋭意検討した結果、以下の知見を得た。Means for Solving the Problems As a result of intensive studies on the above problems, the present inventors have obtained the following knowledge.
【００１５】（１） セラミックス部材に埋込まれる回
路用の導電材料としては、窒化アルミニウム等のセラミ
ックスと熱膨張率がほぼ一致するタングステン（熱膨張
率：４．５×１０-6／℃）を含むものを用いることが必
要である。(1) As a conductive material for a circuit to be embedded in a ceramic member, tungsten (thermal expansion coefficient: 4.5 × 10 −6 / ° C.) whose thermal expansion coefficient is almost the same as that of ceramics such as aluminum nitride is used. It is necessary to use what contains.
【００１６】（２） 電力供給用コネクタの材料として
は、貴金属はコスト面から問題があるため、ニッケルが
耐食性、コストの面から有利である。しかしながら、ニ
ッケルは、窒化アルミニウムやタングステンに比べて熱
膨張率が大きい。このため、ニッケルを含む材料からな
るコネクタを直接、回路の露出部分に接合すると、加熱
冷却の熱サイクル過程で発生する熱応力によって、窒化
アルミニウム等からなるセラミックス部材やタングステ
ンを含む材料からなる回路が破損してしまう。そこで、
回路の露出部分とコネクタとしての金属接続部材との間
には、窒化アルミニウム等のセラミックスと熱膨張率の
ほぼ一致した、熱応力を緩和させるためのタングステン
を含む材料からなる部材を介在させる必要がある。(2) As a material for the power supply connector, noble metals are problematic in terms of cost, and nickel is advantageous in terms of corrosion resistance and cost. However, nickel has a higher coefficient of thermal expansion than aluminum nitride or tungsten. For this reason, when a connector made of a material containing nickel is directly joined to an exposed portion of a circuit, a ceramic member made of aluminum nitride or a circuit made of a material containing tungsten is formed by thermal stress generated in a heat cycle process of heating and cooling. It will be damaged. Therefore,
Between the exposed portion of the circuit and the metal connection member as a connector, it is necessary to interpose a member made of a material containing tungsten for relaxing thermal stress, which has a coefficient of thermal expansion almost equal to that of ceramics such as aluminum nitride. is there.
【００１７】（３） タングステンを含む材料からなる
回路の露出部や熱応力を緩和させるための部材は、高温
での耐酸化性や耐腐食ガス性に劣り、酸化タングステン
やフッ化タングステンとして気化して腐食が進行する。
そこで、タングステンを含む材料からなる回路の露出部
と応力を緩和させるための部材とを、耐酸化性、耐腐食
ガス性に優れた金、パラジウム、白金およびニッケルか
らなる群より選ばれた少なくとも１種を含む材料で被覆
する。(3) An exposed portion of a circuit made of a material containing tungsten and a member for relieving thermal stress are inferior in oxidation resistance and corrosion gas resistance at high temperatures and are vaporized as tungsten oxide or tungsten fluoride. Corrosion progresses.
Therefore, an exposed portion of a circuit made of a material containing tungsten and a member for relieving stress are provided with at least one selected from the group consisting of gold, palladium, platinum and nickel having excellent oxidation resistance and corrosion gas resistance. Coat with seed-containing material.
【００１８】上記の発明者の知見に基づいて、この発明
に従った接合構造は、セラミックス部材と、金属層と、
第１の接続部材と、第２の接続部材と、被覆層とを備え
る。金属層は、セラミックス部材に形成され、かつ少な
くともセラミックス部材から露出した表面を有し、タン
グステンを含む。第１の接続部材は、金属層の露出した
表面に接合され、かつ外表面を有し、タングステンを含
む。第２の接続部材は、第１の接続部材の外表面に係合
し、ニッケルを含む。被覆層は、金属層の露出した表面
と第１の接続部材の外表面を被覆し、金、パラジウム、
白金およびニッケルからなる群より選ばれた少なくとも
１種を含む。Based on the findings of the inventor, the joint structure according to the present invention comprises a ceramic member, a metal layer,
A first connection member, a second connection member, and a coating layer are provided. The metal layer is formed on the ceramic member, has at least a surface exposed from the ceramic member, and includes tungsten. The first connection member is bonded to the exposed surface of the metal layer and has an outer surface and includes tungsten. The second connection member engages the outer surface of the first connection member and includes nickel. The coating layer covers the exposed surface of the metal layer and the outer surface of the first connection member, and includes gold, palladium,
It contains at least one selected from the group consisting of platinum and nickel.
【００１９】好ましくは、この発明の接合構造におい
て、セラミックス部材は、窒化アルミニウム、窒化ケイ
素、炭化ケイ素、酸化アルミニウムおよび酸窒化アルミ
ニウムからなる群より選ばれた少なくとも１種を含む。Preferably, in the joint structure of the present invention, the ceramic member includes at least one selected from the group consisting of aluminum nitride, silicon nitride, silicon carbide, aluminum oxide, and aluminum oxynitride.
【００２０】好ましくは、この発明の接合構造は、金属
層と第１の接続部材との間に介在する、金、パラジウ
ム、白金およびニッケルからなる群より選ばれた少なく
とも１種を含む接合層をさらに備える。Preferably, the bonding structure according to the present invention includes a bonding layer interposed between the metal layer and the first connection member, the bonding layer including at least one selected from the group consisting of gold, palladium, platinum and nickel. Further prepare.
【００２１】好ましくは、この発明の接合構造は、金属
層の露出した表面、または第１の接続部材の外表面に形
成された、ニッケルを含むメッキ層をさらに備え、被覆
層はメッキ層の上に形成されている。Preferably, the joint structure of the present invention further includes a plating layer containing nickel formed on an exposed surface of the metal layer or an outer surface of the first connection member, wherein the coating layer is formed on the plating layer. Is formed.
【００２２】この発明の好ましい接合構造においては、
第１の接続部材の外表面はねじ部を有する。この場合、
第２の接続部材は、第１の接続部材のねじ部に係合する
ねじ部を含むのが好ましい。また、第２の接続部材は、
第１の接続部材のねじ部に係合する一方端に第１のねじ
部と、他方端に第２のねじ部とを含むように構成されて
もよい。この場合、第２の接続部材の第２のねじ部に係
合する一方端にねじ部を有し、ニッケルを含む第３の接
続部材をさらに備えていてもよい。第３の接続部材は、
他方端に撚り線構造部を含んでいてもよい。In a preferred joining structure of the present invention,
The outer surface of the first connection member has a thread. in this case,
Preferably, the second connection member includes a threaded portion that engages the threaded portion of the first connection member. Also, the second connection member is
The first connection member may be configured to include a first screw portion at one end and a second screw portion at the other end for engaging with the screw portion. In this case, the second connection member may have a screw portion at one end engaging with the second screw portion, and may further include a third connection member containing nickel. The third connecting member is
The other end may include a stranded wire structure.
【００２３】この発明の接合構造において、金属層は、
ヒータ回路、静電チャック回路および高周波回路からな
る群より選ばれた少なくとも１種を構成するのが好まし
い。この場合、第２の接続部材は、外部電源から電力を
供給するためのリード部材の一部であるのが好ましい。In the joint structure of the present invention, the metal layer
It is preferable to configure at least one selected from the group consisting of a heater circuit, an electrostatic chuck circuit, and a high-frequency circuit. In this case, it is preferable that the second connection member is a part of a lead member for supplying power from an external power supply.
【００２４】この発明に従った接合構造の製造方法は、
少なくとも露出した表面を有するようにタングステンを
含む金属層をセラミックス焼結体に形成する工程と、第
１の接続部材の外表面に、ニッケルを含む第２の接続部
材を係合させる工程と、金、パラジウム、白金およびニ
ッケルからなる群より選ばれた少なくとも１種を含むロ
ウ材を用いて、第１の接続部材を金属層の露出した表面
に接合し、かつ金属層の露出した表面と第１の接続部材
の外表面を被覆する工程とを備える。The method for manufacturing a joint structure according to the present invention comprises:
Forming a metal layer containing tungsten on the ceramic sintered body so as to have at least an exposed surface; engaging a second connection member containing nickel with an outer surface of the first connection member; Using a brazing material containing at least one selected from the group consisting of palladium, platinum and nickel, joining the first connecting member to the exposed surface of the metal layer, and Covering the outer surface of the connecting member.
【００２５】また、この発明に従った接合構造のもう１
つの製造方法は、少なくとも露出した表面を有するよう
にタングステンを含む金属層をセラミックス焼結体に形
成し、かつ金属層の露出した表面に第１の接続部材を接
合する工程と、第１の接続部材の外表面に、ニッケルを
含む第２の接続部材を係合させる工程と、金、パラジウ
ム、白金およびニッケルからなる群より選ばれた少なく
とも１種を含むロウ材を用いて、金属層の露出した表面
と第１の接続部材の外表面を被覆する工程とを備える。Another embodiment of the joining structure according to the present invention is as follows.
One manufacturing method includes a step of forming a metal layer containing tungsten on a ceramic sintered body so as to have at least an exposed surface, and bonding a first connection member to the exposed surface of the metal layer; Engaging a second connection member containing nickel on the outer surface of the member; exposing the metal layer using a brazing material containing at least one selected from the group consisting of gold, palladium, platinum and nickel; Covering the outer surface of the first connection member with the set surface.
【００２６】[0026]
【発明の実施の形態】図１は、この発明の１つの実施の
形態に従った電極の接合構造を示す部分断面図である。
図１に示すように、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭
化ケイ素、酸化アルミニウムまたは酸窒化アルミニウム
からなるセラミックス部材１の中に金属層として回路パ
ターンを有するタングステンメタライズ層２が形成され
ている。そのタングステンメタライズ層２の露出した一
部表面上に第１の接続部材としてタングステンねじ３が
接合されている。タングステンねじ３の外表面に形成さ
れたねじ部（雄ねじ）に係合するように第２の接続部材
としてニッケルねじ５が係合している。タングステンメ
タライズ層２の露出した一部表面とニッケルねじ５に係
合するねじ部を含むタングステンねじ３の外表面とを被
覆するように被覆層として金、パラジウム、白金または
ニッケルからなるロウ材層４が形成されている。ニッケ
ルねじ５は、一方端にタングステンねじ３の雄ねじ部に
係合する雌ねじ部を有し、他方端に雄ねじ部を有する。
ニッケルねじ５の雄ねじ部に第３の接続部材としてのニ
ッケルねじ６が係合する。ニッケルねじ６はニッケルね
じ５の雄ねじ部に係合する雌ねじ部を有する。この実施
の形態ではニッケルねじ６の一方端にはニッケル撚り線
７が設けられている。FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing an electrode bonding structure according to one embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, a tungsten metallized layer 2 having a circuit pattern is formed as a metal layer in a ceramic member 1 made of aluminum nitride, silicon nitride, silicon carbide, aluminum oxide or aluminum oxynitride. A tungsten screw 3 is joined as a first connecting member on an exposed partial surface of the tungsten metallized layer 2. A nickel screw 5 is engaged as a second connection member so as to engage with a screw portion (male screw) formed on the outer surface of the tungsten screw 3. As a coating layer, a brazing material layer 4 made of gold, palladium, platinum or nickel is provided so as to cover the exposed partial surface of the tungsten metallized layer 2 and the outer surface of the tungsten screw 3 including the threaded portion engaging with the nickel screw 5. Are formed. The nickel screw 5 has a female screw part which engages with the male screw part of the tungsten screw 3 at one end, and has a male screw part at the other end.
A nickel screw 6 as a third connection member is engaged with the male screw portion of the nickel screw 5. The nickel screw 6 has a female screw portion that engages with the male screw portion of the nickel screw 5. In this embodiment, a nickel stranded wire 7 is provided at one end of the nickel screw 6.
【００２７】上記の実施の形態ではタングステンメタラ
イズ層２がセラミックス部材１の中に埋設されている
が、メタライズ層ではなく、タングステン箔から金属層
を構成してもよい。タングステンねじ３に係合するニッ
ケルねじ５を長くして半導体製造装置の外まで延在させ
てもよい。また、ニッケルねじ６の雌ねじ部と反対側の
端部を長い棒状部材で構成してもよい。このようにニッ
ケルねじ５または６を長いねじ部や長い棒状部材で構成
すると、横方向の応力が加わった際に、その根元部に多
大な応力がかかる場合がある。これを防止するために、
長いねじ部や長い棒状部材でニッケルねじ５または６を
構成するのではなく、図１で示すようにニッケル撚り線
７によって延在部分を構成してもよい。Although the tungsten metallized layer 2 is buried in the ceramic member 1 in the above embodiment, the metal layer may be formed of a tungsten foil instead of the metallized layer. The nickel screw 5 that engages with the tungsten screw 3 may be extended to extend outside the semiconductor manufacturing apparatus. Further, the end of the nickel screw 6 on the side opposite to the female screw may be formed by a long rod-shaped member. When the nickel screw 5 or 6 is formed of a long screw portion or a long rod-like member as described above, when a lateral stress is applied, a large stress may be applied to the root portion. To prevent this,
Instead of forming the nickel screw 5 or 6 with a long screw portion or a long rod-shaped member, the extending portion may be formed with a nickel stranded wire 7 as shown in FIG.
【００２８】図１に示される電極接合構造の１つの製造
方法としては、まず、セラミックス成形体中に回路パタ
ーンを有するタングステン層を埋設して、同時焼結する
ことによりタングステンメタライズ層２が形成されたセ
ラミックス部材１を作製する。タングステンねじ３とニ
ッケルねじ５を捩じ込んだ状態で係合させておく。この
状態のタングステンねじ３の一方端とタングステンメタ
ライズ層２の露出した表面との間に金、パラジウム、白
金またはニッケルからなるロウ材を介在させて接合する
と同時に、タングステンメタライズ層２の露出した表面
とタングステンねじ３の外表面（タングステンねじ３と
ニッケルねじ５の係合部分を含む）をロウ材層４で被覆
する。One method of manufacturing the electrode bonding structure shown in FIG. 1 is as follows. First, a tungsten layer having a circuit pattern is buried in a ceramic molded body and simultaneously sintered to form a tungsten metallized layer 2. A ceramic member 1 is produced. The tungsten screw 3 and the nickel screw 5 are engaged with each other while being screwed. At this time, one end of the tungsten screw 3 and the exposed surface of the tungsten metallized layer 2 are joined with a brazing material made of gold, palladium, platinum or nickel interposed therebetween, and at the same time, the exposed surface of the tungsten metallized layer 2 is The outer surface of the tungsten screw 3 (including the engagement between the tungsten screw 3 and the nickel screw 5) is covered with a brazing material layer 4.
【００２９】図１に示される電極接合構造のもう一つの
製造方法としては、まずセラミックス焼結体を作製し所
望の形状に加工した後、回路パターンを有するタングス
テン層を塗布して焼きつけてタングステンメタライズ層
２を形成、その後セラミックスの膜を塗布等により形成
してセラミックス部材１を作製する。その後の工程は上
記と同じである。As another method of manufacturing the electrode bonding structure shown in FIG. 1, a ceramic sintered body is first prepared and processed into a desired shape, and then a tungsten layer having a circuit pattern is applied and baked to form a tungsten metallization. The ceramic member 1 is manufactured by forming the layer 2 and then forming a ceramic film by coating or the like. Subsequent steps are the same as above.
【００３０】図１に示す電極接合構造のもう１つの製造
方法としては、まず、セラミックス成形体と回路パター
ンを有するタングステン層とを同時に焼結する際に、タ
ングステンねじ３をタングステン層の露出した一部表面
に同時に接合する。この際、例えばタングステン層と同
じ成分のペーストを、タングステン層の露出した一部表
面とタングステンねじ３との間に塗布して上記同時焼結
と同時に接合してもよい。その後、タングステンねじ３
にニッケルねじ５を捩じ込んだ状態で、金、パラジウ
ム、白金またはニッケルからなるロウ材を用いて、タン
グステンねじ３とニッケルねじ５をロウ接合すると同時
に、上記の焼結で形成されたタングステンメタライズ層
２の露出した一部表面と、ニッケルねじ５に係合する表
面を含むタングステンねじ３の外表面をロウ材層４で被
覆する。Another method of manufacturing the electrode bonding structure shown in FIG. 1 is as follows. First, when simultaneously sintering a ceramic molded body and a tungsten layer having a circuit pattern, a tungsten screw 3 is attached to the exposed portion of the tungsten layer. Bond to the surface of the part at the same time. At this time, for example, a paste of the same component as that of the tungsten layer may be applied between the exposed partial surface of the tungsten layer and the tungsten screw 3 and joined together with the simultaneous sintering. Then, use tungsten screw 3
In a state where the nickel screw 5 is screwed in, the tungsten screw 3 and the nickel screw 5 are brazed by using a brazing material made of gold, palladium, platinum or nickel, and at the same time, the tungsten metallization formed by the above sintering is performed. The exposed surface of the layer 2 and the outer surface of the tungsten screw 3, including the surface engaging the nickel screw 5, are covered with a brazing material layer 4.
【００３１】上記の２つの方法においてロウ材の濡れ性
を改善するために、タングステンメタライズ層２の露出
した一部表面またはタングステンねじ３の外表面に予め
ニッケルメッキを施しておいてもよい。In order to improve the wettability of the brazing material in the above two methods, the exposed part of the surface of the tungsten metallized layer 2 or the outer surface of the tungsten screw 3 may be previously plated with nickel.
【００３２】図１で示すように、ニッケルねじ５の他方
端に雄ねじ部が形成され、その雄ねじ部に係合する雌ね
じ部を有するニッケルねじ６の他方端にニッケル撚り線
７、またはニッケルの棒状部材を形成することにより、
半導体製造装置の外部の電力供給源に容易に接続するこ
とができる。また、タングステンメタライズ層２の露出
した一部表面とタングステンねじ３をロウ材層４によっ
て接合する前に、タングステンメタライズ層２またはタ
ングステンねじ３の外表面にニッケルメッキを施すこと
により、被覆層としてのロウ材層４を均一に形成するこ
とができる。As shown in FIG. 1, a male screw portion is formed at the other end of the nickel screw 5, and a nickel stranded wire 7 or a nickel rod is formed at the other end of a nickel screw 6 having a female screw portion engaged with the male screw portion. By forming the member,
It can be easily connected to an external power supply source of the semiconductor manufacturing apparatus. Further, before joining the exposed part surface of the tungsten metallized layer 2 and the tungsten screw 3 with the brazing material layer 4, the outer surface of the tungsten metallized layer 2 or the tungsten screw 3 is nickel-plated to form a coating layer. The brazing material layer 4 can be formed uniformly.
【００３３】[0033]
【実施例】（実施例１）窒化アルミニウム粉末に、焼結
助剤としてイットリア（Ｙ2Ｏ3）を０．５質量％と所定
量のバインダとを添加して分散混合した後に、焼結後に
１．０ｍｍの厚みになるようにドクターブレード法を用
いて、この混合粉末を成形した。この成形体を乾燥した
後、焼結後の外径が３５０ｍｍになるような円板を成形
体から２枚打抜いた。(Example 1) 0.5 mass% of yttria (Y 2 O 3 ) as a sintering aid and a predetermined amount of a binder were added to aluminum nitride powder and dispersed and mixed. This mixed powder was formed using a doctor blade method so as to have a thickness of 1.0 mm. After drying this compact, two discs were punched from the compact so that the outer diameter after sintering was 350 mm.
【００３４】１枚の円板のセラミックス成形体の表面
に、タングステン粉末と焼成助剤をエチルセルロースバ
インダにて混練したペーストを所定の回路パターンに従
って印刷した。もう１枚の円板のセラミックス成形体に
は、上記の回路パターンの端部に相当する部分に孔を開
けて全面に溶剤を塗布した。これらの２枚のセラミック
ス成形体を重ね合わせて加圧して貼り合わせた。この積
層体を温度８００℃の窒素ガス気流中で脱脂し、温度１
８００℃で４時間焼結した。得られた焼結体の上下面を
ダイヤモンド砥粒を用いて研磨した。A paste obtained by kneading a tungsten powder and a sintering aid with an ethylcellulose binder was printed on the surface of one disk-shaped ceramic molded body according to a predetermined circuit pattern. A hole was made in a portion corresponding to the end of the circuit pattern on the other disk-shaped ceramic molded body, and a solvent was applied to the entire surface. These two ceramic molded bodies were superimposed and bonded by applying pressure. This laminate was degreased in a nitrogen gas stream at a temperature of 800 ° C.
Sintered at 800 ° C. for 4 hours. The upper and lower surfaces of the obtained sintered body were polished using diamond abrasive grains.
【００３５】形成されたタングステン回路の露出した端
部と、タングステン雄ねじ（Ｍ３×５ｍｍ）の表面に電
解ニッケルメッキを施し、厚み１〜２μｍのメッキ層を
形成した。上記のタングステン雄ねじをニッケル雌ねじ
（直径６ｍｍ、Ｍ３×１０ｍｍ）に捩じ込んだ状態で、
タングステン回路の端部とタングステン雄ねじとの間に
厚み５０μｍの金ロウシートを挟み込んで、真空中で温
度１１００℃で０．５時間加熱することにより、タング
ステン雄ねじとタングステン回路の端部とを接合した。The exposed ends of the formed tungsten circuit and the surface of the tungsten male screw (M3 × 5 mm) were subjected to electrolytic nickel plating to form a plating layer having a thickness of 1 to 2 μm. With the above tungsten male screw screwed into a nickel female screw (diameter 6 mm, M3 x 10 mm),
A 50 μm-thick gold brazing sheet was sandwiched between the end of the tungsten circuit and the tungsten male screw, and heated at a temperature of 1100 ° C. for 0.5 hour in a vacuum to join the tungsten male screw and the end of the tungsten circuit.
【００３６】このとき、金のロウ材はタングステン雄ね
じとニッケル雌ねじとの間の捩じ込み部分まで這い上が
って、タングステン回路の一部露出部分とタングステン
雄ねじの外表面は完全に金のロウ材によって被覆され
た。At this time, the gold brazing material crawls up to the screwing portion between the tungsten male screw and the nickel female screw, and the partially exposed portion of the tungsten circuit and the outer surface of the tungsten male screw are completely formed by the gold brazing material. Coated.
【００３７】このようにして得られた接合構造を有する
セラミックス部材に、大気中で温度１００℃〜７００℃
の間の熱サイクル試験を１００回加えた。その結果、セ
ラミックス部材の接合構造の外観には変色等の異常は認
められなかった。接合構造の引張り強度は熱サイクル試
験前後で１９．６ＭＰａ以上の値を示し、接合構造は実
用上十分な強度を有していた。The ceramic member having the bonding structure obtained in this manner is applied at a temperature of 100 ° C. to 700 ° C. in air.
During the heat cycle test was applied 100 times. As a result, no abnormality such as discoloration was observed in the appearance of the joined structure of the ceramic members. The tensile strength of the joint structure before and after the heat cycle test showed a value of 19.6 MPa or more, and the joint structure had a practically sufficient strength.
【００３８】（実施例２）窒化アルミニウム粉末に、焼
結助剤としてイットリア（Ｙ2Ｏ3）を０．５質量％と所
定量のバインダを添加して分散混合した後に、焼結後に
１．０ｍｍの厚みになるようにドクターブレード法を用
いて、この混合粉末を成形した。この成形体を乾燥した
後、焼結後の外径が３５０ｍｍになるような円板を成形
体から２枚打抜いた。Example 2 0.5 mass% of yttria (Y 2 O 3 ) as a sintering additive was added to aluminum nitride powder and a predetermined amount of a binder was added and dispersed and mixed. This mixed powder was formed using a doctor blade method so as to have a thickness of 0 mm. After drying this molded body, two discs were punched from the molded body such that the outer diameter after sintering became 350 mm.
【００３９】得られた１枚の円板のセラミックス成形体
の表面に、タングステン粉末と焼成助剤をエチルセルロ
ースバインダにて混練したペーストを所定の回路パター
ンに従って印刷した。もう１枚の円板のセラミックス成
形体には、上記の回路パターンの端部に相当する部分に
孔を開けて全面に溶剤を塗布した。これらの２枚のセラ
ミックス成形体を重ね合わせて加圧して貼り合わせた。A paste obtained by kneading a tungsten powder and a sintering aid with an ethylcellulose binder was printed on the surface of the obtained single disk-shaped ceramic molded body according to a predetermined circuit pattern. A hole was made in a portion corresponding to the end of the circuit pattern on the other disk-shaped ceramic molded body, and a solvent was applied to the entire surface. These two ceramic molded bodies were superimposed and bonded by applying pressure.
【００４０】さらに、タングステン雄ねじ（Ｍ３×５ｍ
ｍ）の端面に上記のタングステンペーストを塗布し、上
記の積層体としてのセラミックス成形体の孔部で露出し
ているタングステン回路の端部に、タングステン雄ねじ
の端面を押付けてタングステン雄ねじを直立させた。Further, a tungsten male screw (M3 × 5 m
m) The above-mentioned tungsten paste was applied to the end face, and the end face of the tungsten male screw was pressed upright on the end of the tungsten circuit exposed at the hole of the ceramic molded body as a laminate to erect the tungsten male screw. .
【００４１】上記のようにタングステン雄ねじを載置し
たセラミックス成形体を温度８００℃の窒素ガス気流中
で脱脂し、温度１８００℃で４時間焼結すると同時に、
タングステン雄ねじの接合も同時に行なった。得られた
焼結体の上下面を、タングステン雄ねじに接触しないよ
うに、ダイヤモンド砥粒を設けたエンドミルを用いて研
磨した。The ceramic compact on which the tungsten male screw is mounted as described above is degreased in a nitrogen gas stream at a temperature of 800 ° C., and sintered at a temperature of 1800 ° C. for 4 hours.
The joining of the tungsten external thread was also performed at the same time. The upper and lower surfaces of the obtained sintered body were polished using an end mill provided with diamond abrasive grains so as not to come into contact with the tungsten male screw.
【００４２】形成されたタングステン回路の露出した端
部と、タングステン雄ねじの表面に電解ニッケルメッキ
を施し、厚み１〜２μｍのメッキ層を形成した。このタ
ングステン雄ねじにニッケル雌ねじ（直径６ｍｍ、Ｍ３
×１０ｍｍ）を捩じ込んだ状態で、タングステン回路の
端部とタングステン雄ねじとの間に厚み５０μｍの金ロ
ウシートを挟み込んで、真空中で温度１１００℃で０．
５時間加熱することにより、タングステン雄ねじとニッ
ケル雌ねじとを接合した。The exposed end of the formed tungsten circuit and the surface of the tungsten external thread were subjected to electrolytic nickel plating to form a plating layer having a thickness of 1 to 2 μm. This tungsten male screw is connected to a nickel female screw (diameter 6 mm, M3
× 10 mm), a 50 μm-thick gold brazing sheet is sandwiched between the end of the tungsten circuit and the tungsten external thread, and the temperature is set to 0.10 ° C. in a vacuum at a temperature of 1100 ° C.
By heating for 5 hours, the tungsten male screw and the nickel female screw were joined.
【００４３】このとき、金のロウ材はタングステン雄ね
じとニッケル雌ねじの間の捩じ込み部分まで這い上が
り、タングステン回路の一部露出部分とタングステン雄
ねじの外表面は完全に金のロウ材によって被覆された。At this time, the gold brazing material crawls up to the screwing portion between the tungsten male screw and the nickel female screw, and the partially exposed portion of the tungsten circuit and the outer surface of the tungsten male screw are completely covered with the gold brazing material. Was.
【００４４】このようにして得られた接合構造を有する
セラミックス部材に、大気中で温度１００℃〜７００℃
の間の熱サイクル試験を１００回加えた。その結果、セ
ラミックス部材の外観に変色等の異常は認められなかっ
た。接合構造の引っ張り強度は熱サイクル試験前後で１
９．６ＭＰａ以上の値を示し、接合構造は十分な強度を
有していた。The ceramic member having the joining structure thus obtained is applied to the ceramic member at a temperature of 100.degree.
During the heat cycle test was applied 100 times. As a result, no abnormality such as discoloration was observed in the appearance of the ceramic member. The tensile strength of the joint structure was 1 before and after the thermal cycle test.
It showed a value of 9.6 MPa or more, and the joint structure had sufficient strength.
【００４５】（実施例３〜６）実施例１と同じ製造方法
で、接合構造を有するセラミックス部材を作製した。タ
ングステン回路の一部露出した端部とタングステン雄ね
じとの間の接合は、真空中で温度９５０℃〜１１００℃
で３０分間加熱することによって行なった。ロウ材とし
て金（Ａｕ）、金−ニッケル（Ａｕ−Ｎｉ）合金、パラ
ジウム−４０質量％ニッケル（Ｐｄ−４０Ｎｉ）合金、
白金のそれぞれを用いた。(Examples 3 to 6) By the same manufacturing method as in Example 1, a ceramic member having a joint structure was produced. The joining between the partially exposed end of the tungsten circuit and the tungsten external thread is performed in a vacuum at a temperature of 950 ° C. to 1100 ° C.
For 30 minutes. Gold (Au), gold-nickel (Au-Ni) alloy, palladium-40 mass% nickel (Pd-40Ni) alloy,
Each of platinum was used.
【００４６】このようにして製造された接合構造を有す
るセラミックス部材の熱サイクル試験を実施例１と同様
にして行なった。その結果、測定された接合構造の引っ
張り強度の値を表１に示す。A thermal cycle test of the ceramic member having the joint structure manufactured as described above was performed in the same manner as in Example 1. As a result, Table 1 shows the measured values of the tensile strength of the joint structure.
【００４７】[0047]
【表１】 [Table 1]
【００４８】（比較例１）実施例１と同じ手法で窒化ア
ルミニウム焼結体からなるセラミックス部材を作製し
た。Comparative Example 1 A ceramic member made of an aluminum nitride sintered body was manufactured in the same manner as in Example 1.
【００４９】タングステン回路の露出した端部とタング
ステン雄ねじ（Ｍ３×５ｍｍ）の表面に電解ニッケルメ
ッキを施し、厚み１〜２μｍのメッキ層を形成した。タ
ングステン雄ねじをニッケル雌ねじ（直径６ｍｍ、Ｍ３
×１０ｍｍ）に捩じ込んだ状態で、タングステン回路の
端部とタングステンねじとの間に厚み５０μｍの銀ロウ
シートを挟み込んで、真空中で温度１１００℃で０．５
時間加熱することにより、タングステン回路の端部とタ
ングステン雄ねじとを接合した。Electrolytic nickel plating was applied to the exposed end of the tungsten circuit and the surface of the male tungsten screw (M3 × 5 mm) to form a plating layer having a thickness of 1 to 2 μm. Tungsten male screw to nickel female screw (diameter 6mm, M3
X 10 mm), a silver brazing sheet having a thickness of 50 µm is sandwiched between the end of the tungsten circuit and the tungsten screw, and the temperature is set to 0.5 at a temperature of 1100 ° C in a vacuum.
By heating for an hour, the end of the tungsten circuit and the tungsten external thread were joined.
【００５０】このとき、銀ロウはタングステン雄ねじと
ニッケル雌ねじの捩じ込み部分まで這い上がって、タン
グステン回路の一部露出部分とタングステン雄ねじの外
表面は完全に銀ロウによって被覆された。At this time, the silver braze crawled up to the screwed portions of the tungsten male screw and the nickel female screw, and the partially exposed portion of the tungsten circuit and the outer surface of the tungsten male screw were completely covered with the silver braze.
【００５１】このようにして得られた接合構造を有する
セラミックス部材に、大気中で温度１００℃〜７００℃
の間の熱サイクル試験を１００回加えた。その結果、セ
ラミックス部材の接合構造において外観上、銀ロウの部
分は黒く変色しており、酸化が進行していることがわか
った。接合構造の引っ張り強度は、熱サイクル試験前で
は１９．６ＭＰａ以上であり、接合構造は実用上十分な
強度を有していたが、熱サイクル試験後は、その引っ張
り強度が１．９６ＭＰａまで低下しており、実用上不十
分な強度しか得られなかった。The ceramic member having the bonding structure thus obtained is applied to the ceramic member at a temperature of 100 ° C. to 700 ° C. in the atmosphere.
During the heat cycle test was applied 100 times. As a result, in the joint structure of the ceramic members, the silver braze portion was discolored black in appearance, indicating that oxidation was progressing. The tensile strength of the joint structure was 19.6 MPa or more before the heat cycle test, and the joint structure had sufficient strength for practical use. However, after the heat cycle test, the tensile strength decreased to 1.96 MPa. Therefore, only a practically insufficient strength was obtained.
【００５２】（実施例７〜１０） （実施例７）窒化ケイ素粉末に、焼結助剤としてイット
リア（Ｙ2Ｏ3）を３質量％、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）を２
質量％と、所定量のバインダとを添加して分散混合し
た。この混合粉末を用いて、以下、実施例１と同じ工程
で２枚のセラミックス成形体からなる積層体を作製し、
温度１６５０℃で４時間焼結した。実施例１と同様にし
て、タングステン回路の露出した端部にタングステン雄
ねじをニッケル雌ねじに捩じ込んだ状態で接合した。(Examples 7 to 10) (Example 7) 3% by mass of yttria (Y 2 O 3 ) and 2 parts of alumina (Al 2 O 3 ) as a sintering aid were added to silicon nitride powder.
% By mass and a predetermined amount of a binder were added and dispersed and mixed. Using this mixed powder, a laminated body composed of two ceramic molded bodies was prepared in the same steps as in Example 1 below.
It was sintered at a temperature of 1650 ° C. for 4 hours. In the same manner as in Example 1, a tungsten male screw was screwed into a nickel female screw at the exposed end of the tungsten circuit.
【００５３】（実施例８）炭化ケイ素粉末に、焼結助剤
として炭化ホウ素（Ｂ4Ｃ）を２質量％、炭素（Ｃ）を
１質量％と所定量のバインダとを添加して分散混合し
た。この混合粉末を用いて、以下、実施例１と同じ工程
で２枚のセラミックス成形体からなる積層体を作製し、
温度１９００℃で４時間焼結した。実施例１と同様にし
て、タングステン回路の露出した端部にタングステン雄
ねじをニッケル雌ねじに捩じ込んだ状態で接合した。Example 8 2% by mass of boron carbide (B 4 C) and 1% by mass of carbon (C) were added as a sintering aid to a silicon carbide powder and a predetermined amount of a binder was dispersed and mixed. did. Using this mixed powder, a laminated body composed of two ceramic molded bodies was prepared in the same steps as in Example 1 below.
It was sintered at a temperature of 1900 ° C. for 4 hours. In the same manner as in Example 1, a tungsten male screw was screwed into a nickel female screw at the exposed end of the tungsten circuit.
【００５４】（実施例９）酸化アルミニウム粉末に、焼
結助剤として酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を２質量％と
所定量のバインダとを添加して分散混合した。この混合
粉末を用いて、以下、実施例１と同じ工程で２枚のセラ
ミックス成形体からなる積層体を作製し、温度１４５０
℃で４時間焼結した。実施例１と同様にして、タングス
テン回路の露出した端部にタングステン雄ねじをニッケ
ル雌ねじに捩じ込んだ状態で接合した。Embodiment 9 Magnesium oxide (MgO) as a sintering aid and a predetermined amount of a binder were added to aluminum oxide powder and dispersed and mixed. Using this mixed powder, a laminate composed of two ceramic molded bodies was manufactured in the same process as in Example 1 and was performed at a temperature of 1450.
Sintered at 4 ° C. for 4 hours. In the same manner as in Example 1, a tungsten male screw was screwed into a nickel female screw at the exposed end of the tungsten circuit.
【００５５】（実施例１０）酸窒化アルミニウム粉末
に、焼結助剤としてイットリア（Ｙ2Ｏ3）を５質量％と
所定量のバインダとを添加して分散混合した。得られた
混合粉末を用いて、以下、実施例１と同じ工程で２枚の
セラミックス成形体からなる積層体を作製し、温度１５
００℃で４時間焼結した。実施例１と同様にして、タン
グステン回路の露出した端部にタングステン雄ねじをニ
ッケル雌ねじに捩じ込んだ状態で接合した。Example 10 Yttria (Y 2 O 3 ) as a sintering aid and a predetermined amount of a binder were added to aluminum oxynitride powder and dispersed and mixed. Using the obtained mixed powder, a laminated body composed of two ceramic molded bodies was prepared in the same process as in Example 1 and then performed at a temperature of 15 ° C.
Sintered at 00 ° C for 4 hours. In the same manner as in Example 1, a tungsten male screw was screwed into a nickel female screw at the exposed end of the tungsten circuit.
【００５６】以上のようにして得られた実施例７〜１０
のそれぞれの接合構造を有するセラミックス部材につい
て、大気中で温度１００℃〜７００℃の間の熱サイクル
試験を行なった。熱サイクル試験前後の接合構造の引っ
張り強度を測定した。いずれの実施例においても、熱サ
イクル試験後に接合構造の部分に変色等の外観上の異常
は認められず、引っ張り強度も実用上問題のないレベル
であった。Examples 7 to 10 obtained as described above
Each of the ceramic members having the respective joint structures was subjected to a heat cycle test at a temperature of 100 ° C. to 700 ° C. in the atmosphere. The tensile strength of the joint structure before and after the heat cycle test was measured. In each of the examples, no abnormalities in appearance such as discoloration were observed in the joint structure after the heat cycle test, and the tensile strength was at a level at which there was no practical problem.
【００５７】[0057]
【表２】 [Table 2]
【００５８】以上に開示された実施の形態や実施例はす
べての点で例示であって制限的なものではないと考慮さ
れるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態や
実施例ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許
請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正
や変形を含むものと意図される。The embodiments and examples disclosed above are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the embodiments or examples, and is intended to include any modifications and variations within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims. .
【００５９】[0059]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、高温の大
気中に晒されても、セラミックス部材から露出した金属
層の表面と接続部材との間において信頼性の高い接合を
得ることができる。したがって、大気中で熱サイクルが
加えられても、劣化の少ない接合構造を得ることが可能
である。これにより、半導体製造装置用セラミックス部
材に本発明の接合構造を適用することによって、外部電
源からの電力供給用のコネクタと、ヒータ回路、静電チ
ャック回路、高周波回路等のセラミックス部材に内蔵さ
れた回路の露出した端部との間で信頼性の高い接合構造
を提供することができる。As described above, according to the present invention, a highly reliable joint can be obtained between the surface of the metal layer exposed from the ceramic member and the connection member even when exposed to the high-temperature atmosphere. it can. Therefore, even if a thermal cycle is applied in the atmosphere, it is possible to obtain a joint structure with little deterioration. Thereby, by applying the bonding structure of the present invention to the ceramic member for a semiconductor manufacturing apparatus, a connector for supplying power from an external power supply and a ceramic circuit member such as a heater circuit, an electrostatic chuck circuit, a high-frequency circuit, etc. A highly reliable bonding structure between the exposed ends of the circuit can be provided.
【図１】 この発明に従った接合構造の１つの実施の形
態を示す概略的な部分断面図である。FIG. 1 is a schematic partial sectional view showing one embodiment of a bonding structure according to the present invention.
１ セラミックス部材、２ タングステンメタライズ
層、３ タングステンねじ、４ ロウ材層、５，６ ニ
ッケルねじ、７ ニッケル撚り線。1 Ceramic member, 2 tungsten metallized layer, 3 tungsten screw, 4 brazing material layer, 5,6 nickel screw, 7 nickel stranded wire.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松井 康之 兵庫県伊丹市昆陽北一丁目１番１号 住友 電気工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 仲田 博彦 兵庫県伊丹市昆陽北一丁目１番１号 住友 電気工業株式会社伊丹製作所内 Ｆターム(参考） 3K092 PP20 QC02 QC18 QC45 UB02 UB03 VV09 VV34 4G026 BA16 BB21 BD02 BF14 BF15 BF31 BF42 BG02 BG05 BG25 BH06 4K030 KA22 KA30 KA32 KA46 KA47 5F031 HA02 HA16 HA17 HA18 HA37 MA28 MA32 5F045 AA03 EB06 EB10 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Yasuyuki Matsui 1-1-1, Koyokita, Itami-shi, Hyogo In-house of Itami Works, Sumitomo Electric Industries, Ltd. (72) Inventor Hirohiko Nakata 1-1-1, Kuniyo-Kita, Itami-shi, Hyogo No. 1 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Itami Works F term (reference) 3K092 PP20 QC02 QC18 QC45 UB02 UB03 VV09 VV34 4G026 BA16 BB21 BD02 BF14 BF15 BF31 BF42 BG02 BG05 BG25 BH06 4K030 KA18 KA30 KA30 KA30 MA32 5F045 AA03 EB06 EB10
Claims (13)
セラミックス部材から露出した表面を有する、タングス
テンを含む金属層と、 前記金属層の露出した表面に接合され、かつ外表面を有
する、タングステンを含む第１の接続部材と、 前記第１の接続部材の外表面に係合する、ニッケルを含
む第２の接続部材と、 前記金属層の露出した表面と前記第１の接続部材の外表
面を被覆する、金、パラジウム、白金およびニッケルか
らなる群より選ばれた少なくとも１種を含む被覆層とを
備えた、接合構造。1. A ceramic member, a metal layer containing tungsten formed on the ceramic member and having at least a surface exposed from the ceramic member, and an outer surface joined to the exposed surface of the metal layer and A first connection member including tungsten, a second connection member including nickel, which engages an outer surface of the first connection member, and an exposed surface of the metal layer and the first connection member. And a coating layer covering at least one selected from the group consisting of gold, palladium, platinum and nickel, which coats the outer surface of the bonding structure.
ウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素、酸化アルミニウムおよ
び酸窒化アルミニウムからなる群より選ばれた少なくと
も１種を含む、請求項１に記載の接合構造。2. The joint structure according to claim 1, wherein the ceramic member includes at least one selected from the group consisting of aluminum nitride, silicon nitride, silicon carbide, aluminum oxide, and aluminum oxynitride.
に介在する、金、パラジウム、白金およびニッケルから
なる群より選ばれた少なくとも１種を含む接合層をさら
に備える、請求項１または請求項２に記載の接合構造。3. The semiconductor device according to claim 1, further comprising a bonding layer interposed between the metal layer and the first connection member, the bonding layer including at least one selected from the group consisting of gold, palladium, platinum, and nickel. Or the joining structure according to claim 2.
第１の接続部材の外表面に形成された、ニッケルを含む
メッキ層をさらに備え、前記被覆層は前記メッキ層の上
に形成されている、請求項１から請求項３までのいずれ
か１項に記載の接合構造。And a plating layer containing nickel formed on an exposed surface of the metal layer or an outer surface of the first connection member, wherein the coating layer is formed on the plating layer. The joining structure according to any one of claims 1 to 3, wherein:
を有する、請求項１から請求項４までのいずれか１項に
記載の接合構造。5. The joining structure according to claim 1, wherein an outer surface of the first connection member has a threaded portion.
部材のねじ部に係合するねじ部を含む、請求項５に記載
の接合構造。6. The joint structure according to claim 5, wherein the second connection member includes a screw portion that engages with a screw portion of the first connection member.
部材のねじ部に係合する一方端に第１のねじ部と、他方
端に第２のねじ部とを含む、請求項５に記載の接合構
造。7. The second connection member includes a first screw portion at one end and a second screw portion at the other end for engaging with a screw portion of the first connection member. 6. The joint structure according to 5.
合する一方端にねじ部を有する、ニッケルを含む第３の
接続部材をさらに備える、請求項７に記載の接合構造。8. The joint structure according to claim 7, further comprising a third connection member containing nickel, which has a screw portion at one end for engaging with the second screw portion of the second connection member, and includes nickel.
構造部を含む、請求項８に記載の接合構造。9. The joining structure according to claim 8, wherein the third connection member includes a stranded structure at the other end.
ック回路および高周波回路からなる群より選ばれた少な
くとも１種を構成する、請求項１から請求項９までのい
ずれか１項に記載の接合構造。10. The method according to claim 1, wherein the metal layer forms at least one selected from the group consisting of a heater circuit, an electrostatic chuck circuit, and a high-frequency circuit. Joint structure.
電力を供給するためのリード部材の一部である、請求項
１０に記載の接合構造。11. The joint structure according to claim 10, wherein the second connection member is a part of a lead member for supplying power from an external power supply.
にタングステンを含む金属層をセラミックス焼結体に形
成する工程と、 第１の接続部材の外表面に、ニッケルを含む第２の接続
部材を係合させる工程と、 金、パラジウム、白金およびニッケルからなる群より選
ばれた少なくとも１種を含むロウ材を用いて、前記第１
の接続部材を前記金属層の露出した表面に接合し、かつ
前記金属層の露出した表面と前記第１の接続部材の外表
面を被覆する工程とを備えた、接合構造の製造方法。12. A step of forming a metal layer containing tungsten on a ceramic sintered body so as to have at least an exposed surface, and engaging a second connection member containing nickel with an outer surface of the first connection member. Using the brazing material containing at least one selected from the group consisting of gold, palladium, platinum and nickel,
Bonding the connecting member to the exposed surface of the metal layer, and covering the exposed surface of the metal layer and the outer surface of the first connecting member.
にタングステンを含む金属層をセラミックス焼結体に形
成し、かつ前記金属層の露出した表面に第１の接続部材
を接合する工程と、 前記第１の接続部材の外表面に、ニッケルを含む第２の
接続部材を係合させる工程と、 金、パラジウム、白金およびニッケルからなる群より選
ばれた少なくとも１種を含むロウ材を用いて、前記金属
層の露出した表面と前記第１の接続部材の外表面を被覆
する工程とを備えた、接合構造の製造方法。13. A step of forming a metal layer containing tungsten on a ceramic sintered body so as to have at least an exposed surface, and joining a first connection member to the exposed surface of the metal layer; Engaging a second connection member containing nickel on the outer surface of the connection member, and using a brazing material containing at least one selected from the group consisting of gold, palladium, platinum and nickel Covering the exposed surface of the layer and the outer surface of the first connection member.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2001017029A JP2002226281A (en) | 2001-01-25 | 2001-01-25 | Joint structure and method for manufacturing the same |
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| JP (1) | JP2002226281A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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- 2001-01-25 JP JP2001017029A patent/JP2002226281A/en active Pending
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