JP2019201013A

JP2019201013A - 半導体製造装置用部品

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Publication number: JP2019201013A
Application number: JP2018092745A
Authority: JP
Inventors: 紘彰毛利; Hiroaki Mori; 七田　貴史; Takashi Shichida; 貴史七田; 淳土田; Atsushi Tsuchida
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2018-05-14
Filing date: 2018-05-14
Publication date: 2019-11-21
Anticipated expiration: 2038-05-14
Also published as: JP7122154B2

Abstract

【課題】端子部材と電極との間の接合強度が低下することを抑制しつつ、ろう付け部における残留応力に起因するセラミックス部材のクラックの発生を効果的に抑制する。【解決手段】半導体製造装置用部品は、凹部が形成されたセラミックス部材と、凹部の底面に露出した電極と、凹部内に収容された柱状の第１の部分を有する金属製の端子部材と、電極と端子部材の第１の部分とを接合するろう付け部とを備える。端子部材の第１の部分の中心軸を含む断面において、第１の部分の外周面に、中心軸方向に沿って交互に並ぶ複数の凸部および複数の凹部が形成されている。【選択図】図３

Description

本明細書に開示される技術は、半導体製造装置用部品に関する。

例えば成膜装置（ＣＶＤ成膜装置やスパッタリング成膜装置等）やエッチング装置（プラズマエッチング装置等）といった半導体製造装置を構成する半導体製造装置用部品として、対象物（例えば、半導体ウェハ）を保持しつつ所定の処理温度に加熱する加熱装置（「サセプタ」とも呼ばれる）が知られている。

一般に、加熱装置は、セラミックスにより形成された保持部材を備える。保持部材は、例えば、一の表面（以下、「保持面」という）と、保持面とは反対側の表面（以下、「裏面」という）とを有する板状部材である。保持部材には、抵抗発熱体と、抵抗発熱体に電気的に接続された受電電極とが配置されている。受電電極は、保持部材の裏面に形成された凹部の底面に露出しており、少なくとも一部分が凹部内に収容された金属製の端子部材と、ろう付けにより接合されている。電源から端子部材および受電電極を介して抵抗発熱体に電圧が印加されると、抵抗発熱体が発熱し、これにより、保持部材の保持面上に保持された対象物（例えば、半導体ウェハ）が加熱される。

従来、端子部材と受電電極とを接合するろう付け部における残留応力を低減して、該残留応力に起因する保持部材のクラックの発生を抑制するために、端子部材における受電電極側の部分の径を細くする技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平９−２３５１６６号公報

しかしながら、上記従来の技術では、ろう付け部における残留応力の低減が十分ではなく、該残留応力に起因する保持部材のクラックの発生を効果的に抑制することができない、という課題がある。

なお、このような課題は、上述した構成の加熱装置に限らず、凹部が形成されたセラミックス部材と、該凹部の底面に露出した電極と、該凹部内に収容された柱状の第１の部分を有する金属製の端子部材と、上記電極と上記端子部材の第１の部分とを接合するろう付け部とを備える半導体製造装置用部品に共通の課題である。

本明細書では、上述した課題を解決することが可能な技術を開示する。

本明細書に開示される技術は、例えば、以下の形態として実現することが可能である。

（１）本明細書に開示される半導体製造装置用部品は、凹部が形成されたセラミックス部材と、前記凹部の底面に露出した電極と、金属製の端子部材であって、前記凹部内に収容された柱状の第１の部分を有する、端子部材と、前記電極と前記端子部材の前記第１の部分とを接合するろう付け部と、を備える半導体製造装置用部品において、前記端子部材の前記第１の部分の中心軸を含む断面において、前記第１の部分の外周面に、前記中心軸方向に沿って交互に並ぶ複数の凸部および複数の凹部が形成されている。本半導体製造装置用部品では、端子部材の第１の部分の中心軸を含む断面において、第１の部分の外周面に、中心軸方向に沿って交互に並ぶ複数の凸部および複数の凹部が形成されているため、端子部材の第１の部分の表面積が比較的大きくなる。すなわち、端子部材の第１の部分の外周面が、比較的多くのろう材を保持する（収容する）ことができる。そのため、端子部材と電極とのろう付け接合の際に、十分な接合強度を確保するために過剰に供給されたろう材が、端子部材の外周面に沿って比較的長い距離を移動することを回避することができ、その結果、ろう付け部のフィレットが適正な形状となって、ろう付け部における残留応力が比較小さくなる。従って、本半導体製造装置用部品によれば、端子部材と電極との間の接合強度が低下することを抑制しつつ、ろう付け部における残留応力を効果的に低減することができ、ろう付け部における残留応力に起因してセラミックス部材にクラックが発生することを効果的に抑制することができる。また、本半導体製造装置用部品によれば、端子部材の第１の部分の表面積を比較的大きくすることができるため、過剰なろう材がセラミックス部材の凹部の側面と端子部材との間の隙間に進入して（這い上がって）両者が接合されることを抑制することができ、セラミックス部材と端子部材との間の熱膨張差に起因してクラックが発生することを抑制することができる。

（２）上記半導体製造装置用部品において、前記端子部材の前記第１の部分は、柱状の開口側部分と、前記開口側部分に対して前記凹部の底面側に位置し、前記開口側部分より径の小さい柱状の底面側部分と、を有し、前記端子部材の前記第１の部分の中心軸を含む前記断面において、前記複数の凸部および複数の凹部は、前記第１の部分の前記底面側部分の外周面に形成されている構成としてもよい。本半導体製造装置用部品によれば、セラミックス部材に形成された凹部の側面と端子部材の第１の部分との間に大きな空間が確保されるため、ろう材が大幅に過剰であっても、ろう材が端子部材の外周面に沿って比較的長い距離を移動することを回避することができ、ろう付け部のフィレットを適正な形状とすることができ、ろう付け部における残留応力に起因してセラミックス部材にクラックが発生することを効果的に抑制することができる。また、本半導体製造装置用部品によれば、セラミックス部材に形成された凹部の側面と端子部材の第１の部分との間に大きな空間が確保されるため、ろう材が大幅に過剰であっても、ろう材がセラミックス部材の凹部の側面と端子部材との間の隙間に進入して両者が接合されることを効果的に抑制することができ、セラミックス部材と端子部材との間の熱膨張差に起因してクラックが発生することを効果的に抑制することができる。

（３）上記半導体製造装置用部品において、前記端子部材の前記第１の部分は、前記開口側部分と前記底面側部分との間に位置し、前記底面側部分の最小径より径の小さい柱状の中間部分を有する構成としてもよい。本半導体製造装置用部品によれば、セラミックス部材に形成された凹部の側面と端子部材の第１の部分との間にさらに大きな空間が確保されるため、ろう材が大幅に過剰であっても、ろう材が端子部材の外周面に沿って比較的長い距離を移動することを回避することができ、ろう付け部のフィレットを適正な形状とすることができ、ろう付け部における残留応力に起因してセラミックス部材にクラックが発生することを極めて効果的に抑制することができる。また、本半導体製造装置用部品によれば、セラミックス部材に形成された凹部の側面と端子部材の第１の部分との間にさらに大きな空間が確保されるため、ろう材が大幅に過剰であっても、ろう材がセラミックス部材の凹部の側面と端子部材との間の隙間に進入して両者が接合されることを極めて効果的に抑制することができ、セラミックス部材と端子部材との間の熱膨張差に起因してクラックが発生することを極めて効果的に抑制することができる。

（４）上記半導体製造装置用部品において、前記端子部材の前記第１の部分の中心軸を含む断面において、前記第１の部分の外周面に形成された少なくとも１つの前記凹部内に、前記ろう付け部の一部分が収容されている、ことを特徴とする構成としてもよい。本半導体製造装置用部品によれば、ろう材が不足して端子部材と電極との間の接合強度が低下することを抑制しつつ、ろう付け部における残留応力やセラミックス部材と端子部材との間の熱膨張差に起因してクラックが発生することを抑制することができる。

なお、本明細書に開示される技術は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、半導体製造装置用部品、加熱装置、保持装置、それらの製造方法等の形態で実現することが可能である。

第１実施形態における加熱装置１００の外観構成を概略的に示す斜視図である。第１実施形態における加熱装置１００のＸＺ断面構成を概略的に示す説明図である。図２のＸ１部における加熱装置１００のＸＺ断面構成を拡大して示す説明図である。本実施形態の加熱装置１００における端子部材７０と受電電極５３との接合箇所付近の構成を示す説明図である。比較例の加熱装置１００における端子部材７０と受電電極５３との接合箇所付近の構成を示す説明図である。第２実施形態の加熱装置１００における端子部材７０と受電電極５３との接合箇所付近の詳細構成を示す説明図である。第３実施形態の加熱装置１００における端子部材７０と受電電極５３との接合箇所付近の詳細構成を示す説明図である。第４実施形態の加熱装置１００における端子部材７０と受電電極５３との接合箇所付近の詳細構成を示す説明図である。

Ａ．第１実施形態：
Ａ−１．加熱装置１００の構成：
図１は、第１実施形態における加熱装置１００の外観構成を概略的に示す斜視図であり、図２は、第１実施形態における加熱装置１００のＸＺ断面構成を概略的に示す説明図であり、図３は、図２のＸ１部における加熱装置１００のＸＺ断面構成を拡大して示す説明図である。各図には、方向を特定するための互いに直交するＸＹＺ軸が示されている。本明細書では、便宜的に、Ｚ軸正方向を上方向といい、Ｚ軸負方向を下方向というものとするが、加熱装置１００は実際にはそのような向きとは異なる向きで設置されてもよい。他の図についても同様である。

加熱装置１００は、対象物（例えば、半導体ウェハＷ）を保持しつつ所定の処理温度（例えば、４００〜８００℃程度）に加熱する装置であり、サセプタとも呼ばれる。加熱装置１００は、例えば、成膜装置（ＣＶＤ成膜装置やスパッタリング成膜装置等）やエッチング装置（プラズマエッチング装置等）といった半導体製造装置を構成する半導体製造装用部品として使用される。

図１および図２に示すように、加熱装置１００は、保持部材１０と支持部材２０とを備える。

保持部材１０は、Ｚ軸方向（上下方向）に略直交する一の表面（以下、「保持面」という）Ｓ１と、保持面Ｓ１とは反対側の表面（以下、「裏面」という）Ｓ２とを有する略円板状の部材である。保持部材１０は、例えばＡｌＮ（窒化アルミニウム）やＡｌ_２Ｏ_３（アルミナ）を主成分とするセラミックスにより構成されている。なお、本明細書では、主成分とは、含有割合（重量割合）の最も多い成分を意味する。保持部材１０の直径は、例えば１００ｍｍ以上、５００ｍｍ以下程度であり、保持部材１０の厚さ（Ｚ軸方向における寸法）は、例えば３ｍｍ以上、３０ｍｍ以下程度である。保持部材１０は、特許請求の範囲におけるセラミックス部材に相当する。

図２および図３に示すように、保持部材１０の裏面Ｓ２には、後述する一対の端子部材７０や一対の受電電極５３に対応する一対の凹部１２が形成されている。各凹部１２のＺ軸方向に直交する断面（ＸＹ断面）の形状は、略円形である。

支持部材２０は、Ｚ略方向に延びる略円管状の部材である。支持部材２０は、保持部材１０と同様に、例えばＡｌＮやＡｌ_２Ｏ_３を主成分とするセラミックスにより構成されている。支持部材２０の外径は、例えば３０ｍｍ以上、９０ｍｍ以下程度であり、支持部材２０の高さ（Ｚ軸方向における寸法）は、例えば１００ｍｍ以上、３００ｍｍ以下程度である。

図２に示すように、支持部材２０には、支持部材２０の上面Ｓ３から下面Ｓ４までＺ軸方向に延びる貫通孔２２が形成されている。貫通孔２２のＺ軸方向に直交する断面（ＸＹ断面）の形状は、略円形である。

図２に示すように、保持部材１０と支持部材２０とは、保持部材１０の裏面Ｓ２と支持部材２０の上面Ｓ３とがＺ軸方向に互いに対向するように、かつ、保持部材１０と支持部材２０とが互いに略同軸となるように配置されており、公知の接合材料により形成された接合部３０を介して互いに接合されている。

図２に示すように、保持部材１０の内部には、保持部材１０を加熱するヒータとしての抵抗発熱体５０が配置されている。抵抗発熱体５０は、例えば、Ｚ軸方向視で略螺旋状に延びるパターンを構成している。抵抗発熱体５０は、例えば、タングステンやモリブデン等の導電性材料により形成されている。

また、図２および図３に示すように、保持部材１０には、一対の受電電極５３が配置されている。各受電電極５３は、例えば、Ｚ軸方向視で略円形の板状部材である。各受電電極５３は、例えば、タングステンやモリブデン等の金属により形成されている。受電電極５３は、特許請求の範囲における電極に相当する。

一対の受電電極５３の内の一方は、保持部材１０の裏面Ｓ２に形成された一対の凹部１２の内の一方の底面に露出しており、かつ、略螺旋状パターンを構成する抵抗発熱体５０の一端付近の下面に接触することによって抵抗発熱体５０と電気的に接続されている。また、一対の受電電極５３の内の他方は、保持部材１０の裏面Ｓ２に形成された一対の凹部１２の内の他方の底面に露出しており、かつ、抵抗発熱体５０の他端付近の下面に接触することによって抵抗発熱体５０と電気的に接続されている。

また、図２および図３に示すように、支持部材２０に形成された貫通孔２２内には、一対の端子部材７０が収容されている。各端子部材７０は、略円柱状の部材である。各端子部材７０は、例えば、ニッケルやチタン等の導電性材料により形成されている。

一対の端子部材７０の内の一方における上端部分は、保持部材１０の裏面Ｓ２に形成された一対の凹部１２の内の一方に収容されており、該凹部１２の底面に露出した受電電極５３と、ろう付け部５６によって接合されている。また、一対の端子部材７０の内の他方における上端部分は、保持部材１０の裏面Ｓ２に形成された一対の凹部１２の内の他方に収容されており、該凹部１２の底面に露出した受電電極５３と、ろう付け部５６によって接合されている。各ろう付け部５６は、例えば、Ｎｉ合金（Ｎｉ−Ｃｒ系合金等）、Ａｕ合金（Ａｕ−Ｎｉ系合金等）、純Ａｕといった金属ろう材を用いて形成されている。端子部材７０と受電電極５３との接合箇所付近の構成については、後に詳述する。

このような構成の加熱装置１００において、図示しない電源から各端子部材７０および各受電電極５３を介して抵抗発熱体５０に電圧が印加されると、抵抗発熱体５０が発熱し、これにより、保持部材１０の保持面Ｓ１上に保持された対象物（例えば、半導体ウェハＷ）が所定の温度（例えば、４００〜６５０℃程度）に加熱される。

Ａ−２．端子部材７０と受電電極５３との接合箇所付近の詳細構成：
上述したように、各端子部材７０の上端部分は、保持部材１０の裏面Ｓ２に形成された各凹部１２内に収容されている。以下、各端子部材７０における凹部１２内に収容された柱状部分を、凹部内部分７１という。上述したように、各端子部材７０の凹部内部分７１は、ろう付け部５６によって受電電極５３に接合されている。端子部材７０の凹部内部分７１は、特許請求の範囲における第１の部分に相当する。

図３に示すように、本実施形態では、各端子部材７０の凹部内部分７１は、開口側部分７４と、底面側部分７２と、中間部分７３とから構成されている。開口側部分７４は、保持部材１０の裏面Ｓ２に形成された凹部１２の開口１３に近い柱状部分である。また、底面側部分７２は、開口側部分７４に対して凹部１２の底面側（本実施形態では上側）に位置する柱状部分である。また、中間部分７３は、開口側部分７４と底面側部分７２との間に位置する柱状部分である。底面側部分７２の長さ（Ｚ軸方向における寸法）は、例えば、２ｍｍ以上であることが好ましい。また、中間部分７３の長さ（Ｚ軸方向における寸法）は、例えば、２ｍｍ以上であることが好ましい。

本実施形態では、底面側部分７２の径Ｄ２の最大値は、開口側部分７４の径Ｄ４より小さく、また、中間部分７３の径Ｄ３は、底面側部分７２の径Ｄ２の最小値より小さい。なお、開口側部分７４の径Ｄ４は、例えば、３．５ｍｍ以上、５ｍｍ以下である。また、開口側部分７４の径Ｄ４と底面側部分７２の径Ｄ２の最大値との差は、例えば、０．２ｍｍ以上であることが好ましい。また、底面側部分７２の径Ｄ２の最大値と中間部分７３の径Ｄ３との差は、例えば、０．３ｍｍ以上であることが好ましい。

また、図３に示すように、本実施形態では、各端子部材７０の凹部内部分７１を構成する各部分の内、開口側部分７４および中間部分７３の外周面には凹凸が形成されていない。一方、底面側部分７２の外周面には、溝が形成されている。この溝は、互いに独立した複数の溝であってもよいし、螺旋状に延びる１本の溝であってもよい。そのため、端子部材７０の凹部内部分７１の中心軸ＣＬを含む断面（例えば、図３に示す断面）において、底面側部分７２の外周面には、上記中心軸ＣＬ方向に沿って交互に並ぶ複数の凸部７８および複数の凹部７９が形成されている。

また、図３に示すように、本実施形態では、各端子部材７０の凹部内部分７１の中心軸ＣＬを含む断面（例えば、図３に示す断面）において、底面側部分７２の外周面に形成された少なくとも１つの凹部７９内に、ろう付け部５６の一部分が収容されている。図３に示す例では、底面側部分７２の外周面に形成された複数の凹部７９の内、受電電極５３側（上側）に位置する２つの凹部７９内に、ろう付け部５６の一部分が収容されている。

Ａ−３．加熱装置１００の製造方法：
本実施形態の加熱装置１００の製造方法は、例えば以下の通りである。はじめに、保持部材１０と支持部材２０とを作製する。

保持部材１０は、例えば、窒化アルミニウム粉末に、必要に応じて適量の酸化イットリウム粉末が添加された混合原料粉末を成形した成形体を、ホットプレス焼成することにより作製することができる。なお、保持部材１０の内部に抵抗発熱体５０を形成するために、例えば、メッシュ金属や金属箔からなる抵抗発熱体５０、または、抵抗発熱体５０の材料である金属粉末が、上記混合原料粉末に挟み込まれる。同様に、保持部材１０に受電電極５３を形成するために、例えば、金属板からなる受電電極５３、または、受電電極５３の材料である金属粉末が、抵抗発熱体５０に接続された状態で上記混合原料粉末に挟み込まれる。この状態で全体をホットプレス焼成することにより、抵抗発熱体５０と受電電極５３とが配置された保持部材１０を作製することができる。

また、保持部材１０の裏面Ｓ２の凹部１２は、例えば、上述したホットプレス焼成後に、研削工具を用いた研削加工を行うことにより形成される。この研削加工は、受電電極５３が露出するまで行われる。なお、受電電極５３の厚さを抵抗発熱体５０より厚くして、凹部１２の形成のための研削加工の際に研削工具によって多少研削されても、受電電極５３に割れなどの破損が生じないようにすることが好ましい。

また、支持部材２０は、例えば、窒化アルミニウム粉末に、必要に応じて適量の酸化イットリウム粉末、バインダ、分散剤および可塑剤を加えた混合物にメタノール等の有機溶剤を加え、ボールミルにて混合してスラリーを得、このスラリーをスプレードライヤーにて顆粒化することによって原料粉末を作製し、該原料粉末をゴム型に充填して冷間静水圧プレスを行うことにより成形体を得、得られた成形体を脱脂した後で焼成することにより作製することができる。

次に、保持部材１０と支持部材２０とを接合する。保持部材１０の裏面Ｓ２および支持部材２０の上面Ｓ３に対して必要によりラッピング加工を行った後、保持部材１０の裏面Ｓ２と支持部材２０の上面Ｓ３との少なくとも一方に、例えば希土類や有機溶剤等を混合してペースト状にした公知の接合剤を均一に塗布した後、脱脂処理する。次いで、保持部材１０の裏面Ｓ２と支持部材２０の上面Ｓ３とを重ね合わせ、荷重を掛けながら常圧焼成を行うことにより、保持部材１０と支持部材２０とを接合する接合部３０を形成する。

次に、支持部材２０の貫通孔２２内に端子部材７０を挿入し、端子部材７０の上端部分（凹部内部分７１の底面側部分７２）を受電電極５３にろう付けして、ろう付け部５６を形成する。以上の製造方法により、上述した構成の加熱装置１００が製造される。

Ａ−４．本実施形態の効果：
以上説明したように、本実施形態の加熱装置１００は、凹部１２が形成された保持部材１０と、凹部１２の底面に露出した受電電極５３と、凹部１２内に収容された柱状の凹部内部分７１を有する金属製の端子部材７０と、受電電極５３と端子部材７０の凹部内部分７１とを接合するろう付け部５６とを備える。また、本実施形態の加熱装置１００では、端子部材７０の凹部内部分７１の中心軸ＣＬを含む断面（例えば、図３に示す断面）において、凹部内部分７１の外周面（より詳細には、凹部内部分７１の底面側部分７２の外周面）に、中心軸ＣＬ方向に沿って交互に並ぶ複数の凸部７８および複数の凹部７９が形成されている。本実施形態の加熱装置１００は、このような構成であるため、以下に詳述するように、端子部材７０と受電電極５３との間の接合強度が低下することを抑制しつつ、ろう付け部５６における残留応力を効果的に低減することができ、該残留応力に起因する保持部材１０のクラックの発生を効果的に抑制することができる。

図４は、本実施形態の加熱装置１００における端子部材７０と受電電極５３との接合箇所付近の構成を示す説明図である。図４のＡ欄には、端子部材７０と受電電極５３とをろう付けにより接合する際のろう材の量が適正であった場合の構成が示されており、図４のＢ欄には、上記ろう材の量が適正量より僅かに多かった場合の構成が示されており、図４のＣ欄には、上記ろう材の量が適正量より大幅に多かった場合の構成が示されている。

また、図５は、比較例の加熱装置１００における端子部材７０と受電電極５３との接合箇所付近の構成を示す説明図である。図４と同様に、図５のＡ欄には、端子部材７０と受電電極５３とをろう付けにより接合する際のろう材の量が適正であった場合の構成が示されており、図５のＢ欄には、上記ろう材の量が適正量より僅かに多かった場合の構成が示されており、図５のＣ欄には、上記ろう材の量が適正量より大幅に多かった場合の構成が示されている。図５に示す比較例の加熱装置１００は、端子部材７０における凹部内部分７１（凹部１２内に収容された部分）が、開口側部分７４と底面側部分７２とから構成されており、かつ、凹部内部分７１の外周面に凸部７８や凹部７９が形成されていない点が、第１実施形態の加熱装置１００とは異なる。

ここで、端子部材７０と受電電極５３とのろう付け接合の際には、ろう材不足による接合強度の低下を回避するために、ろう材の適正量として、両部材の接合面間の領域を充填できる量より多めの量が設定される。そのため、端子部材７０と受電電極５３とのろう付け接合の際には、ろう材が、両部材の接合面間の領域より外周側に流れ出て、この流れ出たろう材が表面張力によって両部材の表面に沿って進み、該表面上に溜まった状態で凝固する。その結果、ろう付け部５６には、両部材の接合面間の領域を外周側から取り囲むフィレットＦが形成される。ろう材は冷却固化する際に収縮するため、フィレットＦの形状が適切ではないと、具体的には、受電電極５３の表面とフィレットＦの傾斜面とのなす角（以下、「特定角θ」という）が大きいと、ろう付け部５６における残留応力が大きくなる。ろう付け部５６における残留応力は、保持部材１０のクラック発生の原因となるため、小さい方が好ましい。

図５に示す比較例の加熱装置１００では、端子部材７０の凹部内部分７１の外周面に、凸部７８や凹部７９が形成されていないため、端子部材７０の凹部内部分７１の表面積が比較的小さい。すなわち、端子部材７０の凹部内部分７１の外周面は、あまり多くのろう材を保持（収容）することができない。そのため、端子部材７０と受電電極５３とのろう付け接合の際に、ろう材が端子部材７０の凹部内部分７１の外周面に沿って比較的長い距離を移動し、その結果、フィレットＦの特定角θが比較的大きくなって、ろう付け部５６における残留応力が比較大きくなる。従って、比較例の加熱装置１００では、ろう付け部５６における残留応力に起因して保持部材１０にクラックが発生するおそれがある。特に、図５のＢ欄やＣ欄に示すように、ろう材の量が適正量より多かった場合に、フィレットＦの特定角θが非常に大きくなり、ろう付け部５６における残留応力に起因して保持部材１０にクラックが発生するおそれが高くなる。

これに対し、本実施形態の加熱装置１００では、端子部材７０の凹部内部分７１の中心軸ＣＬを含む断面（例えば、図３に示す断面）において、凹部内部分７１の外周面に、中心軸ＣＬ方向に沿って交互に並ぶ複数の凸部７８および複数の凹部７９が形成されているため、端子部材７０の凹部内部分７１の表面積が比較的大きい。すなわち、端子部材７０の凹部内部分７１の外周面は、比較的多くのろう材を保持する（収容する）ことができる。そのため、端子部材７０と受電電極５３とのろう付け接合の際に、ろう材が端子部材７０の外周面に沿って比較的長い距離を移動することを回避することができ、その結果、フィレットＦの特定角θが比較的小さくなって、ろう付け部５６における残留応力が比較小さくなる。なお、図４のＢ欄やＣ欄に示すように、ろう材の量が適正量より多い場合であっても、端子部材７０の凹部内部分７１の外周面が過剰なろう材を保持することによって、ろう材が端子部材７０の外周面に沿って比較的長い距離を移動することを回避することができ、フィレットＦの形状を適正に保つことができる。従って、本実施形態の加熱装置１００によれば、ろう付け部５６における残留応力を効果的に低減することができ、ろう付け部５６における残留応力に起因して保持部材１０にクラックが発生することを効果的に抑制することができる。

また、本実施形態の加熱装置１００によれば、端子部材７０の凹部内部分７１の表面積を比較的大きくすることができるため、過剰なろう材が保持部材１０の凹部１２の側面と端子部材７０の開口側部分７４との間の隙間に進入して（這い上がって）両者が接合されることを抑制することができ、保持部材１０と端子部材７０との間の熱膨張差に起因してクラックが発生することを抑制することができる。

また、本実施形態の加熱装置１００では、端子部材７０の凹部内部分７１は、柱状の開口側部分７４と、開口側部分７４に対して凹部１２の底面側に位置し、開口側部分７４より径の小さい柱状の底面側部分７２とを有し、端子部材７０の凹部内部分７１の中心軸ＣＬを含む断面において、複数の凸部７８および複数の凹部７９は底面側部分７２の外周面に形成されている。そのため、本実施形態の加熱装置１００によれば、保持部材１０に形成された凹部１２の側面と端子部材７０の凹部内部分７１との間に大きな空間が確保されるため、ろう材が大幅に過剰であっても、ろう材が端子部材７０の外周面に沿って比較的長い距離を移動することを回避することができ、ろう付け部５６のフィレットＦを適正な形状とすることができ、ろう付け部５６における残留応力に起因して保持部材１０にクラックが発生することを効果的に抑制することができる。また、本実施形態の加熱装置１００によれば、保持部材１０に形成された凹部１２の側面と端子部材７０の凹部内部分７１との間に大きな空間が確保されるため、ろう材が大幅に過剰であっても、ろう材が保持部材１０の凹部１２の側面と端子部材７０の開口側部分７４との間の隙間に進入して（這い上がって）両者が接合されることを効果的に抑制することができ、保持部材１０と端子部材７０との間の熱膨張差に起因してクラックが発生することを効果的に抑制することができる。

また、本実施形態の加熱装置１００では、端子部材７０の凹部内部分７１が、開口側部分７４と底面側部分７２との間に位置し、底面側部分７２の最小径より径の小さい柱状の中間部分７３を有する。そのため、本実施形態の加熱装置１００によれば、保持部材１０に形成された凹部１２の側面と端子部材７０の凹部内部分７１との間にさらに大きな空間が確保されるため、ろう材が大幅に過剰であっても、ろう材が端子部材７０の外周面に沿って比較的長い距離を移動することを回避することができ、ろう付け部５６のフィレットＦを適正な形状とすることができ、ろう付け部５６における残留応力に起因して保持部材１０にクラックが発生することを極めて効果的に抑制することができる。また、本実施形態の加熱装置１００によれば、保持部材１０に形成された凹部１２の側面と端子部材７０の凹部内部分７１との間にさらに大きな空間が確保されるため、ろう材が大幅に過剰であっても、ろう材が保持部材１０の凹部１２の側面と端子部材７０の開口側部分７４との間の隙間に進入して（這い上がって）両者が接合されることを極めて効果的に抑制することができ、保持部材１０と端子部材７０との間の熱膨張差に起因してクラックが発生することを極めて効果的に抑制することができる。

また、本実施形態の加熱装置１００では、端子部材７０の凹部内部分７１の中心軸ＣＬを含む断面において、凹部内部分７１の外周面に形成された少なくとも１つの凹部７９内に、ろう付け部５６の一部分が収容されている。この構成は、端子部材７０と受電電極５３とのろう付け接合の際のろう材の量が、両部材の接合面間の領域を充填できる量より多めに設定されており、かつ、過剰なろう材が端子部材７０の凹部内部分７１の外周面に形成された凹部７９内に適切に収容されていることを意味する。そのため、本実施形態の加熱装置１００によれば、ろう材が不足して端子部材７０と受電電極５３との間の接合強度が低下することを抑制しつつ、ろう付け部５６における残留応力や保持部材１０と端子部材７０との間の熱膨張差に起因してクラックが発生することを抑制することができる。

Ｂ．第２実施形態：
図６は、第２実施形態の加熱装置１００における端子部材７０と受電電極５３との接合箇所付近の詳細構成を示す説明図である。図６には、図３に示された第１実施形態の加熱装置１００のＸＺ断面構成に対応する第２実施形態の加熱装置１００のＸＺ断面構成が示されている。以下では、第２実施形態の加熱装置１００の構成の内、上述した第１実施形態の加熱装置１００の構成と同一の構成については、同一の符号を付すことによってその説明を適宜省略する。

図６に示すように、第２実施形態の加熱装置１００は、主として、端子部材７０の凹部内部分７１を構成する底面側部分７２ａの構成が、第１実施形態の加熱装置１００と異なっている。具体的には、第２実施形態の加熱装置１００では、底面側部分７２ａは、端子部材７０の外周面にワイヤ７５が巻き付けられて固定された構成を有している。このワイヤ７５は、互いに独立した複数のワイヤであってもよいし、略螺旋状に延びる１本のワイヤであってもよい。そのため、端子部材７０の凹部内部分７１の中心軸ＣＬを含む断面（例えば、図６に示す断面）において、凹部内部分７１の底面側部分７２ａの外周面には、上記中心軸ＣＬ方向に沿って交互に並ぶ複数の凸部７８（すなわち、ワイヤ７５が存在する部分）および複数の凹部７９（すなわち、ワイヤ７５が存在しない部分）が形成されている。

このように、第２実施形態の加熱装置１００では、上述した第１実施形態の加熱装置１００と同様に、端子部材７０の凹部内部分７１の中心軸ＣＬを含む断面において、凹部内部分７１の外周面（より詳細には、凹部内部分７１の底面側部分７２ａの外周面）に、中心軸ＣＬ方向に沿って交互に並ぶ複数の凸部７８および複数の凹部７９が形成されている。そのため、第２実施形態の加熱装置１００によれば、上述した第１実施形態の加熱装置１００と同様に、端子部材７０と受電電極５３との間の接合強度が低下することを抑制しつつ、ろう付け部５６における残留応力を効果的に低減することができ、該残留応力に起因する保持部材１０のクラックの発生を効果的に抑制することができる。

Ｃ．第３実施形態：
図７は、第３実施形態の加熱装置１００における端子部材７０と受電電極５３との接合箇所付近の詳細構成を示す説明図である。図７には、図３に示された第１実施形態の加熱装置１００のＸＺ断面構成に対応する第２実施形態の加熱装置１００のＸＺ断面構成が示されている。以下では、第３実施形態の加熱装置１００の構成の内、上述した第１実施形態の加熱装置１００の構成と同一の構成については、同一の符号を付すことによってその説明を適宜省略する。

図７に示すように、第３実施形態の加熱装置１００は、主として、端子部材７０の凹部内部分７１ｂの構成が、第１実施形態の加熱装置１００と異なっている。具体的には、第３実施形態の加熱装置１００では、端子部材７０の凹部内部分７１ｂが、開口側部分７４と底面側部分７２ｂから構成されている。第３実施形態では、底面側部分７２ｂの径Ｄ２は、開口側部分７４の径Ｄ４と略同一である。なお、第３実施形態では、第１実施形態と同様に、底面側部分７２ｂの外周面に溝が形成されており、その結果、端子部材７０の凹部内部分７１ｂの中心軸ＣＬを含む断面（例えば、図７に示す断面）において、底面側部分７２ｂの外周面に、上記中心軸ＣＬ方向に沿って交互に並ぶ複数の凸部７８および複数の凹部７９が形成されている。

このように、第３実施形態の加熱装置１００では、上述した第１実施形態の加熱装置１００と同様に、端子部材７０の凹部内部分７１ｂの中心軸ＣＬを含む断面において、凹部内部分７１ｂの外周面（より詳細には、凹部内部分７１ｂの底面側部分７２ｂの外周面）に、中心軸ＣＬ方向に沿って交互に並ぶ複数の凸部７８および複数の凹部７９が形成されている。そのため、第３実施形態の加熱装置１００によれば、上述した第１実施形態の加熱装置１００と同様に、端子部材７０と受電電極５３との間の接合強度が低下することを抑制しつつ、ろう付け部５６における残留応力を効果的に低減することができ、該残留応力に起因する保持部材１０のクラックの発生を効果的に抑制することができる。

Ｄ．第４実施形態：
図８は、第４実施形態の加熱装置１００における端子部材７０と受電電極５３との接合箇所付近の詳細構成を示す説明図である。図８には、図３に示された第１実施形態の加熱装置１００のＸＺ断面構成に対応する第４実施形態の加熱装置１００のＸＺ断面構成が示されている。以下では、第４実施形態の加熱装置１００の構成の内、上述した第１実施形態の加熱装置１００の構成と同一の構成については、同一の符号を付すことによってその説明を適宜省略する。

図８に示すように、第４実施形態の加熱装置１００は、主として、端子部材７０と受電電極５３との間に緩衝部材（第１の緩衝部材８１および第２の緩衝部材８２）が配置されている点が、第１実施形態の加熱装置１００と異なっている。具体的には、第４実施形態の加熱装置１００では、受電電極５３の下側に第１の緩衝部材８１が配置され、第１の緩衝部材８１の下側に第２の緩衝部材８２が配置され、第２の緩衝部材８２の下側に端子部材７０（端子部材７０の底面側部分７２）が配置されている。

第１の緩衝部材８１および第２の緩衝部材８２は、Ｚ軸方向視で略円形の板状部材であり、例えば、タングステンやモリブデン、コバール等の金属により形成されている。ただし、第１の緩衝部材８１および第２の緩衝部材８２は、端子部材７０と受電電極５３との熱膨張差を緩和するために配置されるものである。そのため、第１の緩衝部材８１の形成材料としては、受電電極５３の形成材料と同じ材料、または、受電電極５３の熱膨張係数と第２の緩衝部材８２の熱膨張係数との間の熱膨張係数を有する材料が用いられ、また、第２の緩衝部材８２の材料としては、第１の緩衝部材８１の熱膨張係数と端子部材７０の熱膨張係数との間の熱膨張係数を有する材料が用いられる。なお、第４実施形態でも、第１の緩衝部材８１および第２の緩衝部材８２を挟みつつ、端子部材７０と受電電極５３とがろう付け部５６により接合されている。

このように、第４実施形態では、端子部材７０と受電電極５３との間に第１の緩衝部材８１および第２の緩衝部材８２が配置されている点が異なるものの、第１実施形態と同様に、端子部材７０の凹部内部分７１を構成する底面側部分７２の外周面に溝が形成されており、その結果、端子部材７０の凹部内部分７１の中心軸ＣＬを含む断面（例えば、図８に示す断面）において、凹部内部分７１の外周面（より詳細には、凹部内部分７１の底面側部分７２の外周面）に、上記中心軸ＣＬ方向に沿って交互に並ぶ複数の凸部７８および複数の凹部７９が形成されている。そのため、第４実施形態の加熱装置１００によれば、上述した第１実施形態の加熱装置１００と同様に、端子部材７０と受電電極５３との間の接合強度が低下することを抑制しつつ、ろう付け部５６における残留応力を効果的に低減することができ、該残留応力に起因する保持部材１０のクラックの発生を効果的に抑制することができる。また、第４実施形態の加熱装置１００によれば、端子部材７０と受電電極５３との熱膨張差に起因して、保持部材１０等にクラックが発生することを抑制することができる。

Ｅ．変形例：
本明細書で開示される技術は、上述の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態に変形することができ、例えば次のような変形も可能である。

上記実施形態における加熱装置１００の構成は、あくまで例示であり、種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、抵抗発熱体５０と受電電極５３とが接触することにより電気的に接続されているが、両者が他の導電性部材（例えば、ビア）を介して電気的に接続されているとしてもよい。

また、上記各実施形態では、各端子部材７０の凹部内部分７１の中心軸ＣＬを含む断面において、底面側部分７２の外周面に形成された少なくとも１つの凹部７９内に、ろう付け部５６の一部分が収容されているとしているが、必ずしも凹部７９内にろう付け部５６の一部分が収容されている必要はない。

また、上記第１，２，４実施形態では、端子部材７０の凹部内部分７１が、開口側部分７４と底面側部分７２と中間部分７３とから構成されているが、凹部内部分７１が、開口側部分７４と底面側部分７２とから構成されており、中間部分７３が存在しないとしてもよい。また、上記第１，２，４実施形態では、底面側部分７２の径Ｄ２が開口側部分７４の径Ｄ４より小さいとしているが、底面側部分７２の径Ｄ２が開口側部分７４の径Ｄ４と略同一であるとしてもよい。

また、上記実施形態では、各端子部材７０が、１つの部材として構成されているが、各端子部材７０が、上下方向に並ぶと共に、ネジやかしめ等により互いに接続された複数の部材から構成されているとしてもよい。その場合においても、各端子部材７０を構成する複数の部材の内、保持部材１０の凹部１２の底面に露出した受電電極５３と接合される部材が、特許請求の範囲における端子部材に相当する。また、その場合において、各端子部材７０を構成する複数の部材の内、受電電極５３と接合される部材は、その一部分のみが保持部材１０の凹部１２内に収容されていてもよいし、その全体が保持部材１０の凹部１２内に収容されていてもよい。いずれの場合も、保持部材１０の凹部１２内に収容された部分が、特許請求の範囲における第１の部分に相当する。

また、上記実施形態の加熱装置１００を構成する各部材の形状や個数、形成材料等は、あくまで一例であり、種々変形可能である。

また、上記実施形態における加熱装置１００の製造方法はあくまで一例であり、種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、保持部材１０がホットプレス焼成により作製されるとしているが、保持部材１０がセラミックスグリーンシートの積層体を焼成することにより作製されるとしてもよい。

また、上記実施形態では、加熱装置１００が備える抵抗発熱体５０に電気的に接続された受電電極５３と端子部材７０との接合箇所の構成について詳細に説明したが、本明細書に開示された技術は、凹部が形成されたセラミックス部材と、該凹部の底面に露出した電極と、該凹部内に収容された柱状の第１の部分を有する金属製の端子部材と、該電極と該端子部材の第１の部分とを接合するろう付け部とを備える半導体製造装置用部品にも同様に適用することができる。例えば、本明細書に開示された技術は、半導体製造装置用部品である静電チャックを構成するセラミックス部材のチャック電極に電気的に接続された電極と端子部材との接合箇所についても同様に適用可能である。

１０：保持部材１２：凹部１３：開口２０：支持部材２２：貫通孔３０：接合部５０：抵抗発熱体５３：受電電極５６：ろう付け部７０：端子部材７１：凹部内部分７２：底面側部分７３：中間部分７４：開口側部分７５：ワイヤ７８：凸部７９：凹部８１：第１の緩衝部材８２：第２の緩衝部材１００：加熱装置ＣＬ：中心軸Ｆ：フィレットＳ１：保持面Ｓ２：裏面Ｓ３：上面Ｓ４：下面Ｗ：半導体ウェハ

Claims

凹部が形成されたセラミックス部材と、
前記凹部の底面に露出した電極と、
金属製の端子部材であって、前記凹部内に収容された柱状の第１の部分を有する、端子部材と、
前記電極と前記端子部材の前記第１の部分とを接合するろう付け部と、
を備える半導体製造装置用部品において、
前記端子部材の前記第１の部分の中心軸を含む断面において、前記第１の部分の外周面に、前記中心軸方向に沿って交互に並ぶ複数の凸部および複数の凹部が形成されている、
ことを特徴とする半導体製造装置用部品。
請求項１に記載の半導体製造装置用部品において、
前記端子部材の前記第１の部分は、柱状の開口側部分と、前記開口側部分に対して前記凹部の底面側に位置し、前記開口側部分より径の小さい柱状の底面側部分と、を有し、
前記端子部材の前記第１の部分の中心軸を含む前記断面において、前記複数の凸部および複数の凹部は、前記第１の部分の前記底面側部分の外周面に形成されている、
ことを特徴とする半導体製造装置用部品。
請求項２に記載の半導体製造装置用部品において、
前記端子部材の前記第１の部分は、前記開口側部分と前記底面側部分との間に位置し、前記底面側部分の最小径より径の小さい柱状の中間部分を有する、
ことを特徴とする半導体製造装置用部品。
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の半導体製造装置用部品において、
前記端子部材の前記第１の部分の中心軸を含む断面において、前記第１の部分の外周面に形成された少なくとも１つの前記凹部内に、前記ろう付け部の一部分が収容されている、
ことを特徴とする半導体製造装置用部品。