JP2005247662A

JP2005247662A - 接合体とこれを用いたウェハ保持部材及びその製造方法

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Publication number: JP2005247662A
Application number: JP2004062937A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Yokoyama; 清横山
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2004-03-05
Filing date: 2004-03-05
Publication date: 2005-09-15
Anticipated expiration: 2024-03-05
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Abstract

【課題】ＡｌとＳｉＣとの２成分からなる複合材とセラミックス体を金属で接合する場合には、Ａｌと金属接合層との濡れ性が好ましくなく、金属接合して２成分複合材とセラミックス体を一体化する事はできても、どうしても金属接合材とＡｌの濡れ性の悪さから接合界面に空洞が発生した。
【解決手段】セラミックス体と、ＳｉＣとＡｌとＳｉを含む複合材とを有し、上記セラミックス体及び上記複合材の表面に金属層を備え、該金属層を形成する金属を０．１〜１０質量％含有するＡｌ接合材で接合する。
【選択図】図１

Description

セラミックス体と金属とセラミックスとからなる複合体をロウ材で接合する接合体に関するもので、特に、半導体の製造に使用するＣＶＤ、ＰＶＤ、スパッタリング、ＳＯＤ、ＳＯＧ、等の成膜装置やエッチング装置において、半導体ウェハを保持するウェハ保持部材に関する。

半導体デバイスを製造する半導体ウェハ（以下、ウェハという）の処理工程であるＣＶＤ、ＰＶＤ、スパッタリング、ＳＯＤ、ＳＯＧ等の成膜工程やエッチング工程では、被処理物であるウェハに均一な厚みで均質な膜を成膜することや、成膜した膜に均一な深さでエッチングを施すことが重要である。

このため、ウェハを保持するウェハ保持部材が使われている。ウェハ保持部材には発熱体電極を内蔵したり静電吸着用電極を内蔵し、大きな吸着力や、ウェハを均一に加熱することが要求されてきた。

しかしながら近年、半導体デバイスの内部配線は従来のアルミニウム配線から銅配線へと移行が進み、銅配線ではウェハを高温に加熱する必要はなくなり、室温付近でウェハを吸着する静電吸着機能を備えたウェハ保持部材が必要となっている。

上記ウェハ保持部材の載置面に載せられたウェハは、ＣｕやＡｒなどのプラズマに曝されることから、温度が上昇する。この温度上昇を抑える為にウェハ保持部材には熱伝導率が１５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上と大きなアルミニウムとＳｉＣとからなる複合材プレートがロウ材またはハンダなどで接合されている。そして前記の複合材プレートに水冷または空冷を施してＣｕまたはＡｒプラズマに曝されて加熱されたウェハから熱を取り除き冷却する方法が考案されている。

特許文献１には図２に示すように静電吸着用の電極２０を埋設した板状セラミックス体２４と、セラミックとアルミニウムとからなる複合材プレート２３とを接合した静電チャックが提案されている。前記の複合材プレート２３に含まれるセラミックス成分としてＳｉＣが提案され、更に該複合材プレート中のセラミックス成分の割合に応じて接合温度を１５０〜６３０℃の範囲で選択して一体に接合する方法が提案されている。

また、図３に示すように特許文献２には、基台３４の上面に絶縁層３６を形成し、その上に電極３７が形成され、該電極を覆うように誘電体層３８を形成してなる静電チャックにおいて、該基台３４の表面に金属層３５が形成され、基体３４は金属にセラミックス粉末を複合させた金属―セラミックス複合材料からなり、前記誘電体層３８は１×１０^８〜５×１０^１３Ω・ｃｍの体積固有抵抗値を有することを特徴とする静電チャックが提案されている。

また、特許文献３には金属部材とセラミックス部材を金属層を介して接合したウェハ保持部材が開示されている。

更に、特許文献４にはアルミニウムとＳｉＣからなる複合部材の表面にメッキ層を設けて他の物体と接合する方法が示されてる。

更に特許文献５には、Ａｌ合金をマトリックスとする金属−セラミックス複合材料とセラミックスとがＭｇを含むＡｌ合金からなるロウ材を介して接合されていることを特徴とする金属−セラミックス複合材料とセラミックスとの接合体が開示されている。
特開平１０−３２２３９号公報特開２００３―３７１５８号公報特開２００３−８０３７５号公報特開２００３―１５５５７５号公報特開２００１−４８６６９号公報

しかし、ＡｌとＳｉＣからなる２成分複合材プレートと板状セラミックス体を金属で接合する場合には、上記Ａｌと金属接合層との濡れ性が好ましくなく、金属接合して前記２成分複合材プレートと板状セラミックス体を一体化する事はできても、どうしても金属接合層とＡｌの濡れ性の悪さから接合界面に空洞が発生した。この空洞を通過して、プラズマを形成するためのチャンバー内に大気が侵入することから特許文献１〜５に提案されるような従来の製造方法では、ＣＶＤ、ＰＶＤ、スパッタリング、ＳＯＤ、ＳＯＧ、等の成膜装置やエッチング装置において要求される真空度低下率を５０００ｎＴｏｒｒ／ｍｉｎ以下に確保できないという問題があった。

本発明は、セラミックス体の表面に金属層を備え、ＳｉＣとＡｌとＳｉを含む複合材の表面に金属層を備え、これら二つの金属層の間にＡｌを主成分とする接合材を介して上記セラミックス体と上記複合材とが接合され、上記接合材が少なくとも一方の上記金属層の成分を０．１〜１０質量％含有することを特徴とする。

また、少なくとも一方の上記金属層がＮｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｃｕから選ばれる一種以上を主成分とする金属層であることを特徴とする。

また、セラミックス体と、ＳｉＣとＡｌとＳｉを含む複合材とが、Ａｌを主成分とする接合材で接合され、該Ａｌを主成分とする接合材の上記複合材側にＮｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｃｕから選ばれる一種以上の金属が偏析していることを特徴とする。

また、板状セラミックス体の一方の主面をウェハの載置面とし、上記板状セラミックス体の他方の主面または内部に電極を備えたウェハ保持部と、ＳｉＣとＡｌとＳｉを含む複合材プレートとを有し、上記ウェハ保持部の載置面と反対側の表面に金属層を備え、上記複合材プレートの表面に金属層を備え、これら二つの金属層の間にＡｌを主成分とする接合材を介して上記ウェハ保持部と上記複合材プレートが接合され、上記接合材が上記金属層の成分を０．１〜１０質量％含有することを特徴とする。

また、上記複合材プレートの表面の金属層がＮｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｃｕから選ばれる一種以上を主成分とする金属層であることを特徴とする。

また、板状セラミックス体と、ＳｉＣとＡｌとＳｉを含む複合材プレートとが、Ａｌを主成分とする接合材で接合され、該Ａｌを主成分とする接合材の複合材プレート側にＮｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｃｕから選ばれる一種以上の金属が偏析していることを特徴とする。

また、板状セラミックス体の一方の主面をウェハの載置面とし、上記板状セラミックス体の他方の主面または内部に電極を備えたウェハ保持部と、ＳｉＣとＡｌとＳｉを含む複合材プレートとを有し、上記ウェハ保持部の載置面と反対側の表面に金属層を備え、上記複合材プレートの表面に金属層を備え、これら二つの金属層の間に少なくとも一方の上記金属層の成分を０．１〜１０質量％含有するＡｌを主成分とするロウ材を介して上記ウェハ保持部と上記複合材プレートを接合することを特徴とする。

本発明によれば、ＣＶＤ、ＰＶＤ、スパッタリング、ＳＯＤ、ＳＯＧ、等の成膜装置やエッチング装置において要求される真空度低下率が５０００ｎＴｏｒｒ／ｍｉｎ以下を確保できる板状セラミックス体と複合材プレートとをＡｌロウ材で一体化したウェハ保持部材を提供できる。

図１は本発明のウェハ保持部材１の一例である静電チャックの概略の構造を示す。

板状セラミックス体７の一方の主面をウェハＷを載せる載置面７ａとし、上記板状セラミックス体７の他方の主面または内部に電極１０を備えたウェハ保持部２と、ＳｉＣとＡｌとＳｉを含む複合材プレート４とを備え、上記ウェハ保持部２の載置面７ａと反対側の表面に金属化面からなる金属層８を備え、上記複合材プレート４の表面に金属層９を備え、前記２つの金属層８，９とＡｌロウ材層３を介して上記ウェハ保持部２と上記複合材プレート４が一体に接合されている。

板状セラミックス体７はアルミナ等の酸化物セラミックスやＡｌＮといった窒化物または炭化物等のセラミックスからなることが好ましく、載置面７ａには凹部（不図示）が形成されウェハ保持部材１を貫通するガス導入孔６からＡｒガス等が供給されウェハＷと凹部で形成された空間にガスが充填され、ウェハＷと載置面７ａの間の熱伝導を高め、ウェハＷの熱を逃がすようになっている。

また、複合材プレート４は、金属とセラミックの複合材からなり、三次元編目構造の多孔質セラミック体を骨格とし、その気孔部に隙間なくＡｌ−Ｓｉ合金を充填した複合材料を使うことが好ましい。このような構造とすることで、板状セラミックス体７と複合部材プレート４の熱膨張係数を近づけることができる。

更に、上記の複合材プレート４の熱伝導率が約１６０Ｗ／（ｍ・Ｋ）と大きな材料が得られ、プラズマ等の雰囲気からウェハＷに伝わった熱を複合材プレート４を通して取り除くことが容易となり好ましい。

そして、複合材プレート４には冷却媒体を通す流路４ａが備えられ、冷却媒体を介して、ウェハＷの熱をウェハ保持部材１の外部に取り除くことができることからウェハＷの温度を冷却媒体の温度でコントロールすることが容易となる。

そして、載置面７ａの上にウェハＷを載せ、吸着用電極１０の間に数百Ｖの吸着電圧を給電端子５ａ、５ｂから印加して、吸着用電極１０とウェハＷの間に静電吸着力を発現させ、ウェハＷを載置面７ａに吸着することができる。また、複合材プレート４と対向電極（不図示）との間にＲＦ電圧を印加するとウェハＷの上方にプラズマを効率的に発生することができる。

本発明の接合体であるウェハ保持部材１は、ＡｌとＳｉＣからなる２成分複合材ではなく、ＳｉＣとＡｌとＳｉを含む複合材プレート４に金属層９を備え、Ａｌを主成分とする接合材３（以下Ａｌ接合材３と略す。）が金属層９を成す成分を０．１〜１０質量％含有することが重要である。これは金属層９を複合材プレート４に形成する際に複合材プレート４がＡｌとＳｉＣのみで形成されている場合には、金属化面とＡｌの接合性が悪いため、金属層９と複合材プレート４との界面に欠陥を発生させてしまう為、半導体製造装置において必要な５０００ｎＴｏｒｒ／ｍｉｎ以下の真空度低下率が得られないからである。

本発明の様に複合材プレート４をＳｉＣとＡｌとＳｉからなる複合材で形成した場合は、Ｓｉと金属層９との接合性が良いだけでなく、ＳｉがＡｌとの共晶合金を形成するため、共晶合金と金属層９との良好な接合性が得られ、金属層９と複合材プレート４との界面に欠陥の発生はなく、半導体製造装置において重要な真空度低下率を大きくすることもない。

更にＡｌ接合材３に金属層９を成す成分を０．１〜１０質量％含有させることにより、金属層９とＡｌ接合材３との強固な接合力が得られる。Ａｌ接合材３に金属層９を成す成分を含有しない場合には、Ａｌ接合材３自体の濡れ性が悪いため、金属層９とＡｌ接合材３との接合はアンカー効果による接合が主となり、Ａｌ接合材３で５００〜６００℃の温度で接合した後に常温まで冷却する過程で金属層９とＡｌ接合材３との剥離が発生し、真空度低下率を大きくする虞がある。

これに対し、Ａｌ接合材３に金属層９を成す成分を０．１〜１０質量％含有させた場合には、金属層９とＡｌ接合材３との接合はアンカー効果だけではなく、金属層９とＡｌ接合材中の金属が相互に拡散するため、非常に強固な接合が得られる。このため、Ａｌ接合材３で５００〜６００℃の温度で接合した後に常温まで冷却する過程においても金属層９とＡｌ接合材３との剥離が発生することはなく、真空度低下率を悪化させることは無い。

また、本発明の接合体であるウェハ保持部材１は、板状セラミックス体７に金属層８を形成していると更に好ましい。そして、Ａｌ接合材３中に金属層８を成す主成分を０．１〜１０質量％含有することが重要である。板状セラミックス体７に金属層８が形成されていない場合には、Ａｌ接合材３と板状セラミックス体７の濡れ性の悪さから欠陥が発生する虞があり、一体化すること自体ができない虞がある。これに対し、板状セラミックス体７に金属層８が形成されているとＡｌ接合材３との接合は少なくともアンカー効果によって接合して一体化することが可能となる。

しかしながら、金属層８と純Ａｌ接合材とはアンカー効果のみの接合であるため、純Ａｌ接合材で５００〜６００℃の温度で接合した後に常温まで冷却する過程においても金属層８と純Ａｌ接合材との剥離が発生し、真空度低下率を悪化させる。これに対し、Ａｌ接合材３に金属層８を形成する金属を０．１〜１０質量％含有させた場合には、金属層８とＡｌ接合材３との接合はアンカー効果だけではなく、金属層８とＡｌ接合材中の金属が相互に拡散するため、非常に強固な接合が得られる。このため、Ａｌ接合材３で５００〜６００℃の温度で接合した後に常温まで冷却する過程においても金属層８とＡｌ接合材３との剥離が発生することはなく、真空度低下率を悪化させることは無い。

このように、Ａｌ接合材３中に金属層８、９を構成する金属成分を含有させることは本発明において大変重要な役割を持つが、Ａｌ接合材３中の金属層８、９を形成する金属の量は０．１〜１０質量％であることが望ましい。０．１質量％以下では、金属層８、９とＡｌ接合材との相互拡散効果が得られないため、Ａｌ接合材で５００〜６００℃の温度で接合した後に常温まで冷却する過程において金属化面とＡｌ接合材３との剥離が発生し、真空度低下率を悪化させる。

また、Ａｌ接合材３中の金属層８、９を構成する金属成分の量が１０質量％以上では、Ａｌ接合材が硬くなりすぎて、板状セラミックス体７にクラックを発生させるため、やはり真空度低下率を悪化させる虞がある。

以上のように、板状セラミックス体７の一方の主面をウェハの載置面７ａとし、上記板状セラミックス体７の他方の主面または内部に電極１０を備えたウェハ保持部２と、ＳｉＣとＡｌとＳｉを含む複合材プレート４とを有し、上記ウェハ保持部２及び上記複合材プレート４は金属層８、９を有し、該金属層８、９を成す金属成分を０．１〜１０質量％含有するＡｌロウ材で接合したことにより、特許文献１、２、３、４、５に示す前記従来の接合方法に比べて、Ａｌ接合材３と板状セラミックス体７及び複合材プレート４との接合が大幅に改善され、板状セラミックス体７またはＳｉＣとＡｌとＳｉからなる複合材プレート４とＡｌ接合材３との間に欠陥を発生することがなく、これによって半導体製造装置で要求される５０００ｎＴｏｒｒ／ｍｉｎの真空度低下率を確保する事ができる。

尚、特許文献３は比較的接合が容易なウェハ保持部と金属部材を接合した構成であり、上記金属部材と異なる複合材プレート４を接合する点で全く異なるものである。

また、特許文献４の複合部材の組成はＡｌとＳｉＣを主成分とするのに対し本発明はこれにＳｉを含ませる点から大きく異なるとともに、金属拡散層を複合部材プレート側と板状セラミックス体側の両方に備えることで、相乗効果を際立たせて本発明に至るもので、全くその発明思想が異なるものである。

また、特許文献５では、Ｍｇを含むＡｌロウ材で接合するとあるが、板状セラミックス体７と複合材プレート４に金属化面を形成していないことから、全くその発明思想が異なるものである。

また、金属層８、９としてはＮｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｃｕから選ばれる一種以上を主成分とすることが好ましい。その理由は、Ａｌ接合材３中のＡｌあるいはＳｉとの合金を作りやすく、反応性に優れ、より強固な接合が得られるため、真空度低下率を５０００ｎＴｏｒｒ／ｍｉｎ以下とすることが可能となるからである。

また、金属層８、９の厚みが１〜２０μｍであると接合強度が大きくなり好ましく、更に好ましくは３〜１０μｍである。

また、接合材３の厚みは１００〜５００μｍであると接合強度が大きく好ましい、更に好ましくは２００〜４００μｍである。

尚、金属層８、９や接合材３は、接合面に直角な面で切断した切断面を鏡面研磨して走査電子顕微鏡で観察することができる。そして、それぞれの厚みは断面写真から５点の厚みを求めその平均値として求めることができる。

次に本発明の接合体であるウェハ保持部材１の製造方法について静電チャックを例に説明する。

静電チャックを構成する板状セラミックス体７としては、ＡｌＮ質焼結体を用いることができる。ＡｌＮ質焼結体の製造に当たっては、ＡｌＮ粉末に重量換算で１０質量％程度の第３ａ族酸化物を添加し、ＩＰＡとウレタンボールを用いてボールミルにより４８時間混合し、得られたＡｌＮのスラリーを２００メッシュに通し、ウレタンボールやボールミル壁の屑を取り除いた後、防爆乾燥機にて１２０℃で２４時間乾燥して、均質なＡｌＮ質混合粉末を得る。そして、該混合粉末にアクリル系のバインダーと溶媒を混合してＡｌＮ質のスリップを作成し、ドクターブレード法にてテープを成形する。得られたＡｌＮのテープを複数枚積層し、その上に静電吸着用の電極１０としてＷをスクリーン印刷法で形成し、無地のテープに所望の密着液を塗り、テープを複数枚重ねてプレス成形して成形体を得る。

得られた成形体を非酸化性ガス気流中にて５００℃で５時間程度の脱脂を行い、更に非酸化性雰囲気にて１９００℃で５時間程度の焼成を行い、電極４を埋設したＡｌＮ質焼結体を得る。

こうして得られたＡｌＮ質焼結体に所望の形状、所望の絶縁層厚みが得られるように機械加工を施し、ウェハ保持部２とする。

一方、複合材プレート４はセラミックス粒子に溶融した金属を含浸させ、含浸中はセラミックス粒子と溶融金属に熱だけを加え、１気圧以上の圧力を加えない。含浸が終了した時点で、１０〜１００ｒｐｍの回転数の撹拌ブレードにより溶融金属が含浸されたセラミックス粒子を加熱しながら１〜１０時間混合する。その後、鋳込み成型により所望の形状に成型し、複合材プレート４とする。

得られたＳｉＣとＡｌとＳｉを含む複合材プレート４とウェハ保持部２に金属層８、９をそれぞれ形成するが、形成の方法としては、メッキ法、スパッタ法などの方法を用いることができる。

そして、ＳｉＣとＡｌとＳｉを含む複合材プレート４とウェハ保持部２とをＡｌ接合材３で接合する。この際、Ａｌ接合材３には、金属層８、９を成す金属をあらかじめ０．１〜１０質量％含有しておくことが重要である。

そして、所望の荷重、温度加えながら非酸化性雰囲気中にて接合するか、あるいはホットプレス法で加圧しながら、所望の温度、所望の圧力下にて接合するウェハ保持部材１を得ることができる。

この際、Ｍｇを金属化面に選択する場合には、以下の方法を採ることもできる。Ａｌロウ材３に０．１〜１０質量％のＭｇを含有させ、金属化面を形成していない板状セラミックス体７及び複合材プレート４との間に配置し、９８０ｋＰａ以上の圧力をかけながら、１０^−１Ｔｏｒｒ以下の真空中にて、５００℃以上で６００℃以下の温度で３時間以上接合する。この方法を採ることによって、Ｍｇは蒸気圧が低く、飛散しやすいことから、Ａｌロウ材３と板状セラミックス体７及び複合材プレート４との界面に偏析／偏在し、Ａｌロウ材３中にも残留するため、前記の本発明と同様にウェハ保持部２と複合材プレート４を強固に接合するとの効果が得られる。

尚、上記の偏析／偏在した相は複合材プレート４との界面に沿って連続して存在する場合と一部不連続に存在する場合がある。またこの場合の金属層の厚みは前もって金属層８、９を形成した場合と比べ、厚みが小さく５０％程小さくても接合強度が大きく効果があることが分かった。

ＡｌＮ粉末に重量換算で１０質量％の第３ａ族酸化物を添加し、ＩＰＡとウレタンボールを用いてボールミルにより４８時間混合し、得られたＡｌＮのスラリーを２００メッシュに通し、ウレタンボールやボールミル壁の屑を取り除いた後、防爆乾燥機にて１２０℃で２４時間乾燥して、均質なＡｌＮ質混合粉末を得る。得られたＡｌＮ質混合粉末にアクリル系のバインダーと溶媒を混合してＡｌＮ質のスリップを作成し、ドクターブレード法にてテープ成形を行った。

得られたＡｌＮのテープを複数枚積層し、その上に電極としてＷを印刷法で形成し、無地のテープに所望の密着液を塗り、テープを複数枚重ねてプレス成形を行った。

得られたＡｌＮテープにＷ電極を埋設した成形体を非酸化性ガス気流中にて５００℃で５時間程度の脱脂を行い、更に非酸化性雰囲気にて１９００℃で５時間程度の焼成を行い、誘電体からなるＡｌＮ質焼結体を得た。

こうして得られたＡｌＮ質焼結体に所望の形状で、載置面と電極の間の絶縁膜が所望の厚みが得られるように機械加工を施し、ウェハ保持部とした。更に所望のガス溝をウェハの載置面にサンドブラストなどの方法で形成した。

得られたウェハ保持部材とＳｉＣとＡｌとＳｉを含む複合材プレートの表面にメッキ法でＣｒの金属層を形成した。

あらかじめ、Ｃｒを０．１〜１０質量％含有したＡｌロウ材を準備しておき１×１０^−６Ｐａ程度の真空炉中で行い、５００〜６００℃で９８〜９８００ｋＰａ（１〜１００ｋｇ／ｃｍ^２）の荷重をかけて接合した。

得られたウェハ保持部材をあらかじめ超音波検査して接合面にクラックや剥がれの発生していないことを確認した。

その後、測定用のチャンバ（容積０．１５ｍ^３）にウェハ保持部材をセットしない状態で、真空度を５×１０^−９Ｔｏｒｒとした後、真空バルブを閉としてチャンバ内を密閉して１時間後のチャンバ内の真空度Ｖ２を測定した。また、上記ウェハ支持部材をチャンバにセットして、５×１０^−９Ｐａまで真空引きを行い、その後真空引きを停止して、一時間後の真空度Ｖ３を測定した。そして、真空度低下率ＲｖはＲｖ＝（Ｖ３−Ｖ２）／６０で算出した。

表１にその結果を示す。

本発明の範囲内である接合材の金属層の主成分の含有量が０．１〜１０質量％の試料Ｎｏ．２〜１０は、いずれも５０００ｎＴｏｒｒ／ｍｉｎ以下の真空度低下率が得られ好ましいことが分った。

一方、本発明の範囲外である試料Ｎｏ．１、１１は真空度低下率が５１００、５２００ｎＴｏｒｒ／ｍｉｎと大きく好ましくないことが分った。

実施例１でウェハ保持部材とＳｉＣとＡｌとＳｉを含む複合材プレートに形成する金属層をＮｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｍｇから選ばれる１種または２種以上をメッキ法を用いて形成した後に、金属層を形成する金属と同じ金属を０．１〜１０質量％含有させたＡｌロウ材で接合し、ウェハ保持部材に実施例１と同様の方法で真空度低下率の測定を行った。表２にその結果を示す。

実施例１の試料Ｎｏ．２の金属層をＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｍｇから選ばれる一種以上を施した試料Ｎｏ．１２〜１８を作成し、真空度低下率を測定したところ、全て１８００ｎＴｏｒｒ／ｍｉｎ以下の真空度低下率となった。

従って、金属層はＮｉ，Ａｕ，Ａｇ、Ｍｇ、Ｃｕから選ばれる１種以上を主成分とすると真空度低下率が１８００ｎＴｏｒｒ／ｍｉｎ以下と小さくなり好ましいことが分った。

実施例１でウェハ保持部材とＳｉＣとＡｌとＳｉを含む複合材プレートに形成する金属層を省き、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｍｇから選ばれる１種または２種以上の金属を０．１〜１０質量％含有させたＡｌロウ材で接合したウェハ保持部材試料Ｎｏ．２０〜２７と上記の金属を添加しないＡｌロウ材で接合したウェハ保持部材試料Ｎｏ．１９に実施例１と同様の方法で真空度低下率を測定した。

尚、接合条件は１×１０^−６Ｐａの真空中で５４０〜５７０℃で９８０ｋＰａの荷重を接合面に加えロウ付けした。

その結果を表３に示す。

Ａｌロウ材にＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｍｇから選ばれる一種以上を添加しロウ材層にＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｍｇの偏析層が見られる試料Ｎｏ．２０〜２７の真空度低下率は４０００ｎＴｏｒｒ／ｍｉｎ以下と小さく更に好ましいことが判明した。

しかし、上記金属を含まない試料Ｎｏ．１９は真空度低下率が６０００ｎＴｏｒｒ／ｍｉｎと大きく好ましくなかった。

本発明によれば、セラミックス体と複合材を金属接合した接合体でその接合部からのガス通過量が極めて小さく、５０００ｎＴｏｒｒ／ｍｉｎの真空度低下率を確保できるため、ＣＶＤ、ＰＶＤ、スパッタリング、ＳＯＤ、ＳＯＧ、等の成膜装置やエッチング装置といった半導体製造装置分野にて画期的な静電チャックを提供できる。

本発明のウェハ保持部材の断面図である。従来のウェハ保持部材の断面図である。従来のウェハ保持部材の断面図である。

符号の説明

１：ウェハ保持部材
２：ウェハ保持部
３：Ａｌ接合材
４：複合材プレート
４ａ：流路
５ａ：給電端子
５ｂ：給電端子
６：ガス導入孔
７：板状セラミックス体
７ａ：載置面
８：金属層
９：金属層
１０：電極
２０ａ：吸着面
２１：スルーホール
２２：接合材
２３：複合材プレート
３４：基台
３５：電極
３６：絶縁層
３７：金属層

Claims

セラミックス体の表面に金属層を備え、ＳｉＣとＡｌとＳｉを含む複合材の表面に金属層を備え、これら二つの金属層の間にＡｌを主成分とする接合材を介して上記セラミックス体と上記複合材とが接合され、上記接合材が少なくとも一方の上記金属層の成分を０．１〜１０質量％含有することを特徴とする接合体。
少なくとも一方の上記金属層がＮｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｃｕから選ばれる一種以上を主成分とすることを特徴とする請求項１に記載の接合体。
セラミックス体と、ＳｉＣとＡｌとＳｉを含む複合材とが、これらの間に介在するＡｌを主成分とする接合材で接合され、該Ａｌを主成分とする接合材の上記複合材側にＮｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｃｕから選ばれる一種以上の金属が偏析していることを特徴とする接合体。
板状セラミックス体の一方の主面をウェハの載置面とし、上記板状セラミックス体の他方の主面または内部に電極を備えたウェハ保持部と、ＳｉＣとＡｌとＳｉを含む複合材プレートとを有し、上記ウェハ保持部の載置面と反対側の表面に金属層を備え、上記複合材プレートの表面に金属層を備え、これら二つの金属層の間にＡｌを主成分とする接合材を介して上記ウェハ保持部と上記複合材プレートが接合され、上記接合材が少なくとも一方の上記金属層の成分を０．１〜１０質量％含有することを特徴とするウェハ保持部材。
上記複合材プレートの表面の金属層がＮｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｃｕから選ばれる一種以上を主成分とすることを特徴とする請求項４に記載のウェハ保持部材。
板状セラミックス体と、ＳｉＣとＡｌとＳｉを含む複合材プレートとが、これらの間に介在するＡｌを主成分とする接合材で接合され、該Ａｌを主成分とする接合材の上記複合材プレート側にＮｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｃｕから選ばれる一種以上の金属が偏析していることを特徴とするウェハ保持部材。
板状セラミックス体の一方の主面をウェハの載置面とし、上記板状セラミックス体の他方の主面または内部に電極を備えたウェハ保持部と、ＳｉＣとＡｌとＳｉを含む複合材プレートとを有し、上記ウェハ保持部の載置面と反対側の表面に金属層を備え、上記複合材プレートの表面に金属層を備え、これら二つの金属層の間に、少なくとも一方の上記金属層の成分を０．１〜１０質量％含有するＡｌを主成分とするロウ材を介して上記ウェハ保持部と上記複合材プレートを接合することを特徴とするウェハ保持部材の製造方法。