JP2020045253A

JP2020045253A - セラミックス接合体

Info

Publication number: JP2020045253A
Application number: JP2018173346A
Authority: JP
Inventors: 耕平三矢; Kohei Mitsuya; 丹下　秀夫; Hideo Tange; 秀夫丹下; 元樹堀田; Genki Hotta; 貴道小川; Takamichi Ogawa
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2018-09-18
Filing date: 2018-09-18
Publication date: 2020-03-26

Abstract

【課題】接合部の第１の方向に略垂直な方向における強度を向上させる。【解決手段】セラミックス接合体は、第１のセラミックス部材と、第２のセラミックス部材と、両者を接合し、セラミックスとガラスとの少なくとも一方を主成分として含み、熱膨張率が第１のセラミックス部材等の少なくとも一方の形成材料の熱膨張率とは異なる材料により形成されている接合部と、を備える。第１の方向に略垂直な少なくとも１つの特定断面に、複数のセラミックス粒子と、セラミックス粒子同士の間に介在する接合部の形成材料と、を含む特定領域であって、複数のセラミックス粒子の総数に対して、円磨度が０．４以上である特定セラミックス粒子の数の割合が５０％以上である特定領域、が存在している。【選択図】図５

Description

本明細書に開示される技術は、セラミックス接合体に関する。

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（例えば、４００〜６５０℃程度）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。加熱装置は、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の一部として使用される。

一般に、加熱装置は、所定の方向（以下、「第１の方向」という）に略直交する保持面および裏面を有し、セラミックスにより形成された板状の保持体と、第１の方向に延びる柱状であり、保持体の裏面に接合され、セラミックスにより形成された柱状支持体と、保持体と柱状支持体とを接合する接合部と、を備える。保持体の内部には、抵抗発熱体が配置されており、保持体の裏面側には、抵抗発熱体に電気的に接続された複数の受電電極（電極パッド）が配置されている。また、柱状支持体内には、各受電電極に接合された電極端子が収容されている。電極端子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、保持体の保持面上に保持された対象物（例えば、半導体ウェハ）が例えば４００〜６５０℃程度に加熱される。

従来から、保持体や柱状支持部材等のセラミックス部材同士を接合する接合部の接合強度を向上させるため、セラミックス部材の各接合面の中心線平均粗さ（Ｒａ）を０．２μｍ以下とする技術が知られている（下記特許文献１参照）。

特開平８−７３２８０号公報

上述した従来の加熱装置では、セラミックス部材と接合部との間の接合強度を十分に確保できないことがあり、更なる改良の余地があった。

なお、このような課題は、加熱装置に限らず、第１のセラミックス部材と第２のセラミックス部材とが接合部によって接合されたセラミックス接合体に共通の課題である。

本明細書では、上述した課題の少なくとも一部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、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セラミックス接合体は、第１のセラミックス部材と、第２のセラミックス部材と、第１の方向において前記第１のセラミックス部材と前記第２のセラミックス部材との間に配置され、前記第１のセラミックス部材と前記第２のセラミックス部材とを接合し、セラミックスとガラスとの少なくとも一方を主成分として含み、熱膨張率が前記第１のセラミックス部材および前記第２のセラミックス部材の少なくとも一方の形成材料の熱膨張率と異なる材料により形成されている接合部と、を備えるセラミックス接合体において、前記第１の方向に略垂直な少なくとも１つの特定断面に、前記第１のセラミックス部材または前記第２のセラミックス部材を形成する複数のセラミックス粒子と、前記セラミックス粒子同士の間に介在する前記接合部の形成材料と、を含む特定領域であって、前記複数のセラミックス粒子の総数に対して、以下の式（１）で定義される円磨度が０．４以上である特定セラミックス粒子の数の割合が５０％以上である特定領域、が存在している。
円磨度＝Σｒｉ／（Ｒ・ｎ）・・・（１）
ただし、
ｒｉ：前記セラミックス粒子の角部に内接する円の半径
Ｒ：前記セラミックス粒子に内接する最大円の半径
ｎ：前記セラミックス粒子が有する角部の数
Σ：前記セラミックス粒子の角部に対する和
本セラミックス接合体によれば、第１の方向に略垂直な少なくとも１つの特定断面に、第１のセラミックス部材または第２のセラミックス部材を形成する複数のセラミックス粒子と、セラミックス粒子同士の間に介在する接合部の形成材料と、を含み、かつ、円磨度が０．４以上である特定セラミックス粒子の数の割合が５０％以上である特定領域が存在する。これにより、第１の方向に略垂直ないずれの断面にも上記特定領域が存在しない構成に比べて、セラミックス部材（第１のセラミックス部材および第２のセラミックス部材の少なくとも一方）と接合部との密着性を向上させることができ、さらに、接合部の第１の方向に略垂直な方向における強度を向上させることができる。

（２）上記セラミックス接合体において、前記特定領域において、前記接合部は、前記セラミックス粒子を囲みつつ複数の前記セラミックス粒子にわたって連続的に網目状に繋がっている網目状部分を含んでいる構成としてもよい。本セラミックス接合体では、特定領域において、接合部が網目状部分を含んでいるため、セラミックス部材（第１のセラミックス部材および第２のセラミックス部材の少なくとも一方）と接合部との密着性が、さらに向上し、接合部が網目状部分を含まない構成に比べて、接合部の第１の方向に略垂直な方向における強度が高くなる。また、セラミックス部材（第１のセラミックス部材、第２のセラミックス部材）と接合部との熱膨張差に起因する残留応力が緩和される。これにより、本セラミックス接合体によれば、熱膨張差に起因する接合強度の低下を抑制することができる。

（３）上記セラミックス接合体において、前記第１のセラミックス部材は、ヒータ電極を備えており、前記第２のセラミックス部材は、ヒータ電極を備えておらず、前記第１のセラミックス部材と前記接合部との境界付近における前記特定セラミックス粒子の密度は、前記第２のセラミックス部材と前記接合部との境界付近における前記特定セラミックス粒子の密度より高い構成としてもよい。本セラミックス接合体によれば、ヒータの発熱により熱膨張量が多い第１のセラミックス部材側において、熱膨張差に起因する接合強度の低下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、例えば静電チャック、真空チャック等の保持装置、サセプタ等の加熱装置、シャワーヘッド等の半導体製造装置用部品、さらには、第１のセラミックス部材と第２のセラミックス部材とが接合部によって接合されたセラミックス接合体、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。

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。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。実施形態における加熱装置１００の接合部３０の周辺部分のＸＺ断面構成を示す模式図である。実施形態における加熱装置１００の接合部３０の周辺部分のＸＹ断面構成を示す模式図である。図４におけるＸ１部分のＸＹ断面構成を拡大して示す模式図である。図５における各セラミックス粒子１１の円磨度に関する測定結果を示す説明図である。

Ａ．本実施形態：
Ａ−１．加熱装置１００の構成：
図１は、本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、本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。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。

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、４００〜６５０℃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の一部として使用される。

図１および図２に示すように、加熱装置１００は、保持体１０と柱状支持体２０とを備える。

（保持体１０）
保持体１０は、所定の方向（本実施形態では上下方向）に略直交する保持面Ｓ１および裏面Ｓ２を有する略円板状の部材である。保持体１０は、例えば、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）を主成分とするセラミックスにより形成されている。なお、ここでいう主成分とは、含有割合（重量割合）の最も多い成分を意味する。保持体１０の直径は、例えば１００ｍｍ以上、５００ｍｍ以下程度であり、保持体１０の厚さ（上下方向における長さ）は、例えば３ｍｍ以上、２０ｍｍ以下程度である。

図２に示すように、保持体１０の内部には、保持体１０を加熱する抵抗発熱体により構成されたヒータ電極５０が配置されている。ヒータ電極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。ヒータ電極５０の一対の端部は、保持体１０の周縁側に配置されている。また、保持体１０の内部には、一対の周縁側ビア導体５１と、一対の導電路５３と、ビア群５２とが設けられている。各周縁側ビア導体５１は、上下方向に延びる線状の導電体であり、保持体１０の周縁側に位置している。各周縁側ビア導体５１の上端は、ヒータ電極５０の各端部に接続されている。各導電路５３は、保持体１０の径方向に延びる線状の導電体であり、各導電路５３の上記径方向外側の端部に、各周縁側ビア導体５１の下端が接続されている。ビア群５２は、上下方向に延びる線状の導電体である複数（本実施形態では、２つ）のビア５２Ａを含む。各ビア５２Ａの上端は、各導電路５３の上記径方向内側の端部に接続されている。また、保持体１０の裏面Ｓ２の中央部付近には、一対の凹部１２が形成されており、各凹部１２内には受電電極（電極パッド）５４が配置されている。各受電電極５４は、保持体１０の裏面Ｓ２に露出するように配置されており、受電電極５４の露出部分はろう付け部５６に覆われている。各ビア５２Ａの下端は各受電電極５４に接続されている。これにより、ヒータ電極５０と各受電電極５４とが電気的に接続されている。

（柱状支持体２０）
柱状支持体２０は、上記所定の方向（上下方向）に延びる略円柱状部材である。柱状支持体２０は、保持体１０と同様に、例えばＡｌＮを主成分とするセラミックスにより形成されている。柱状支持体２０の外径は、例えば３０ｍｍ以上、９０ｍｍ以下程度であり、柱状支持体２０の高さ（上下方向における長さ）は、例えば１００ｍｍ以上、３００ｍｍ以下程度である。

（接合部３０）
保持体１０と柱状支持体２０とは、保持体１０の裏面Ｓ２と柱状支持体２０の上面Ｓ３とが上下方向に対向するように配置されている。柱状支持体２０は、保持体１０の裏面Ｓ２の中心部付近に、後述の接合材料により形成された接合部３０を介して接合されている。

図２に示すように、柱状支持体２０には、保持体１０の裏面Ｓ２側に開口する貫通孔２２が形成されている。貫通孔２２は、上下方向と略同一方向に延び、延伸方向にわたって略一定の内径を有する断面略円形の孔である。貫通孔２２には、複数（本実施形態では２つ）の電極端子７０が収容されている。各電極端子７０の上端部は、金属ろう材（例えば金ろう材）を含む、ろう付け部５６を介して受電電極５４に接合されている。図示しない電源から各電極端子７０、各受電電極５４、ビア群５２（ビア５２Ａ）を介してヒータ電極５０に電圧が印加されると、ヒータ電極５０が発熱し、保持体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．接合部３０付近の詳細構成：
接合部３０は、セラミックスとガラスとの少なくとも一方を主成分として含み、かつ、熱膨張率が保持体１０および柱状支持体２０の形成材料の熱膨張率と異なる材料により形成されている。なお、接合部３０と保持体１０と柱状支持体２０とのそれぞれの形成材料の熱膨張率の算出方法は、次の通りである。

また、加熱装置１００は、次の条件１を満たしている。
条件１：加熱装置１００の上下方向（Ｚ軸方向）に略垂直な、少なくとも１つの特定断面に、特定領域が存在している。
特定領域は、保持体１０または柱状支持体２０を形成する複数のセラミックス（結晶）粒子（本実施形態では、ＡｌＮ粒子）と、該セラミックス粒子同士の間に介在する接合部３０の形成材料と、を含む。また、特定領域では、複数のセラミックス粒子の総数に対して、以下の式（１）で定義される円磨度が０．４以上である特定セラミックス粒子の数の割合が５０％以上である。
円磨度＝Σｒｉ／（Ｒ・ｎ）・・・（１）
ただし、
ｒｉ：各セラミックス粒子の角部に内接する円の半径
Ｒ：各セラミックス粒子に内接する最大円の半径
ｎ：各セラミックス粒子が有する角部の数
Σ：各セラミックス粒子の角部に対する和
なお、特定断面は、保持体１０と接合部３０との境界付近、および、柱状支持体２０と接合部３０との境界付近の少なくとも一方に位置している。

また、加熱装置１００は、次の条件２を満たしていることが好ましい。
条件２：特定領域において、接合部３０は、セラミックス粒子を囲みつつ複数のセラミックス粒子にわたって連続的に網目状に繋がっている網目状部分を含んでいる。

また、加熱装置１００は、次の条件３を満たしていることが好ましい。
条件３：保持体１０と接合部３０との境界付近における特定セラミックス粒子の密度は、柱状支持体２０と接合部３０との境界付近における特定セラミックス粒子の密度より高い。

なお、加熱装置１００は、特許請求の範囲におけるセラミックス接合体に相当し、保持体１０は、特許請求の範囲における第１のセラミックス部材に相当し、柱状支持体２０は、特許請求の範囲における第２のセラミックス部材に相当し、上下方向（Ｚ軸方向）は、特許請求の範囲における第１の方向に相当する。

Ａ−３．加熱装置１００の製造方法：
加熱装置１００の製造方法は、例えば以下の通りである。初めに、保持体１０と柱状支持体２０とを作製する。

保持体１０の作製方法は、例えば以下の通りである。まず、窒化アルミニウム粉末１００重量部に、酸化イットリウム（Ｙ_２Ｏ_３）粉末１重量部と、アクリル系バインダ２０重量部と、適量の分散剤および可塑剤とを加えた混合物に、トルエン等の有機溶剤を加え、ボールミルにて混合し、グリーンシート用スラリーを作製する。このグリーンシート用スラリーをキャスティング装置でシート状に成形した後に乾燥させ、グリーンシートを複数枚作製する。

また、窒化アルミニウム粉末、アクリル系バインダ、テルピネオール等の有機溶剤の混合物に、タングステンやモリブデン等の導電性粉末を添加して混練することにより、メタライズペーストを作製する。このメタライズペーストを例えばスクリーン印刷装置を用いて印刷することにより、特定のグリーンシートに、後にヒータ電極５０や受電電極５４等となる未焼結導体層を形成する。また、グリーンシートにあらかじめビア孔を設けた状態で印刷することにより、後にビア群５２（ビア５２Ａ）となる未焼結導体部を形成する。

次に、これらのグリーンシートを複数枚（例えば２０枚）熱圧着し、必要に応じて外周を切断して、グリーンシート積層体を作製する。このグリーンシート積層体をマシニングによって切削加工して円板状の成形体を作製し、この成形体を脱脂し、さらにこの脱脂体を焼成して焼成体を作製する。この焼成体の表面を研磨加工する。以上の工程により、保持体１０が作製される。

また、柱状支持体２０の作製方法は、例えば以下の通りである。まず、窒化アルミニウム粉末１００重量部に、酸化イットリウム粉末１重量部と、ＰＶＡバインダ３重量部と、適量の分散剤および可塑剤とを加えた混合物に、メタノール等の有機溶剤を加え、ボールミルにて混合し、スラリーを得る。このスラリーをスプレードライヤーにて顆粒化し、原料粉末を作製する。次に、貫通孔２２に対応する中子が配置されたゴム型に原料粉末を充填し、冷間静水圧プレスして成形体を得る。得られた成形体を脱脂し、さらにこの脱脂体を焼成する。以上の工程により、柱状支持体２０が作製される。

次に、保持体１０と柱状支持体２０とを接合する。保持体１０の裏面Ｓ２および柱状支持体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、保持体１０の裏面Ｓ２と柱状支持体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接合剤を均一に塗布した後、脱脂処理する。次いで、保持体１０の裏面Ｓ２と柱状支持体２０の上面Ｓ３とを重ね合わせ、ホットプレス焼成を行うことにより、保持体１０と柱状支持体２０とを接合する。なお、接合部３０（接合剤）は、例えば、希土類とＡｌの複合酸化物とを含んでいることが好ましい。

ここで、保持体１０と接合部３０との境界付近や、柱状支持体２０と接合部３０との境界付近におけるセラミックス粒子の円磨度は、次のようにして調整することができる。すなわち、保持体１０と柱状支持体２０との接合時において、接合部３０（接合剤）への加熱温度を高くするほど、また、加熱時間を長くするほど、セラミックス粒子の円磨度は高くなる。したがって、接合時の加熱温度および加熱時間の少なくとも一方を変更することにより、セラミックス粒子の円磨度の高低を調整することができる。なお、加熱温度は、１６５０℃以上であることが好ましく、１８００℃以下であることが好ましく、加熱時間は、１０分以上であることが好ましく、９０分以下であることが好ましい。

保持体１０と柱状支持体２０との接合の後、各電極端子７０を各貫通孔２２内に挿入し、各電極端子７０の上端部を各受電電極５４に例えば金ろう材によりろう付けすることにより、ろう付け部５６を形成した。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：
例えば、加熱装置１００の上下方向（Ｚ軸方向）に略平行なＸＺ断面において、保持体１０や柱状支持体２０を構成するセラミックス粒子と接合部の形成材料とが接して密着性が高くなると、保持体１０または柱状支持体２０のセラミックス粒子と接合部３０の形成材料との接合強度が高くなる。しかし、これだけでは、セラミックス粒子と接合部３０の形成材料との接合強度を十分に確保できないことがある。セラミックス粒子と接合部３０の形成材料との上下方向に略平行な方向の接合強度が向上しても、セラミックス粒子と接合部３０の形成材料との上下方向に略垂直なＸＹ面方向における接合強度が十分に確保されないことがあるからである。従来、ＸＹ面方向におけるセラミックス粒子と接合部の形成材料との密着性に関しては考慮されていなかった。

これに対して、以上説明したように、本実施形態の加熱装置１００によれば、上下方向（Ｚ軸方向）に略垂直な少なくとも１つの特定断面に、特定領域が存在する。特定領域は、保持体１０または柱状支持体２０を形成する複数のセラミックス粒子と、セラミックス粒子同士の間に介在する接合部３０の形成材料と、を含む。また、特定領域は、円磨度が０．４以上である特定セラミックス粒子の数の割合が５０％以上である（上記条件１）。これにより、上下方向に略垂直ないずれの断面にも上記特定領域が存在しない構成に比べて、セラミックス部材（保持体１０および柱状支持体２０の少なくとも一方）と接合部３０との密着性を向上させることができ、さらに、接合部３０の上下方向に略垂直な方向における強度を向上させることができる。

また、本実施形態では、特定領域において、接合部３０は、セラミックス粒子（例えばセラミックス粒子１つずつ）を囲みつつ複数のセラミックス粒子にわたって連続的に網目状に繋がっている網目状部分を含んでいることが好ましい（上記条件２）。特定領域において、接合部３０が網目状部分を含んでいるため、セラミックス部材（保持体１０、柱状支持体２０）と接合部３０との密着性が、さらに向上し、接合部３０が網目状部分を含まない構成に比べて、接合部３０の上下方向（Ｚ軸方向）に略垂直な方向における強度が高なる。また、セラミックス部材（保持体１０、柱状支持体２０）と接合部３０との熱膨張差に起因する残留応力が緩和される。これにより、本実施形態によれば、熱膨張差に起因する接合強度の低下を抑制することができる。

また、本実施形態では、保持体１０は、ヒータ電極５０を備えており、柱状支持体２０は、ヒータ電極５０を備えていない。そして、加熱装置１００は、保持体１０と接合部３０との境界付近における特定セラミックス粒子の密度は、柱状支持体２０と接合部３０との境界付近における特定セラミックス粒子の密度より高いことが好ましい（上記条件３）。これにより、本実施形態によれば、ヒータ電極５０の発熱により熱膨張量が多い保持体１０側において、熱膨張差に起因する接合強度の低下を抑制することができる。

以下、円磨度の算出方法等について具体的に説明する。図３は、本実施形態における加熱装置１００の接合部３０の周辺部分のＸＺ断面構成を示す模式図である。図４は、本実施形態における加熱装置１００の接合部３０の周辺部分のＸＹ断面構成を示す模式図であり、図５は、図４におけるＸ１部分のＸＹ断面構成を拡大して示す模式図である。また、図６は、図５における各セラミックス粒子１１の円磨度に関する測定結果を示す説明図である。

条件１における上記特定断面は、例えば、次の方法により取得することができる。加熱装置１００に対して、図３に示すように、接合部３０のうち、上下方向（Ｚ軸方向）に略垂直な所定の方向（例えばＸ方向）の中央部を通過し、かつ、上下方向に若干傾斜した平面Ｌで切断して得られた断面を、特定断面とする。この特定断面では、少なくとも上記所定の方向における中央部に、保持体１０または柱状支持体２０を形成する複数のセラミックス粒子１１と、該セラミックス粒子１１同士の間に介在する接合部３０の形成材料３１とが共存する領域が存在する。図４には、加熱装置１００の特定断面の中央部が示されている。

特定断面に、上述の特定領域が存在するか否かは、特定断面において、１０個以上のセラミックス粒子を含む領域を対象領域とし、該対象領域について、上記条件１を満たす場合に、該対象領域が特定領域であると判断する。例えば、図５に示す対象領域（Ｘ１部分）に含まれる各セラミックス粒子１１について、該セラミックス粒子１１が上述した特定セラミックス粒子であるか否かを判断する。但し、特定セラミックス粒子であるか否かの判断は、対象領域に含まれるセラミックス粒子１１のうち、対象領域に全体が含まれているセラミックス粒子１１（図５で数字が付されたもの）を対象とし、一部が欠けているセラミックス粒子１１（図５で数字が付されていないもの）は対象外とする。

図６には、対象領域（Ｘ１部分）に含まれる１８個のセラミックス粒子について、各半径の測定結果と円磨度の算出結果とが示されている。例えば、第１のセラミックス粒子１１（図５中の「１」が付されたセラミックス粒子）について、角部の数（ｎ）は、５個である。１つ目の角部に内接する円ｍ１の半径ｒ１は、２．９μｍであり、２つ目の角部に内接する円ｍ２の半径ｒ２は、３．６μｍであり、３つ目の角部に内接する円ｍ３の半径ｒ３は、３．６μｍであり、４つ目の角部に内接する円ｍ４の半径ｒ４は、２．０μｍであり、５つ目の角部に内接する円ｍ５の半径ｒ５は、２．３μｍであった。また、第１のセラミックス粒子１１に内接する最大円Ｍの半径Ｒは、９．６μｍであった。この場合、第１のセラミックス粒子１１の円磨度Ａは、０．３０であるため、第１のセラミックス粒子１１は、特定セラミックス粒子に該当しない。同様に、第２のセラミックス粒子１１から第１８のセラミックス粒子１１のそれぞれについて円磨度Ａを算出した結果、第２のセラミックス粒子１１から第１８のセラミックス粒子１１の全てが、特定セラミックス粒子に該当した。

このように、円磨度Ａが高い特定セラミックス粒子は、円味を帯びる程度が高いため、特定セラミックス粒子と接合部３０の形成材料３１とは、互いに隙間無く接触し、その接触面積が増加するため、互いに密着性が高くなる。そして、加熱装置１００の上下方向（Ｚ軸方向）に略垂直な特定断面（ＸＹ平面）において、特定セラミックス粒子を多く含む特定領域が存在すると、接合部３０の上下方向に略垂直な方向における強度が向上する。また、図４および図５に示すように、接合部３０の形成材料３１が、セラミックス粒子１１を１つずつ囲みつつ複数のセラミックス粒子１１にわたって連続的に網目状に繋がっている。このため、各セラミックス粒子１１が接合部３０の形成材料３１から抜けにくくなるとともに、接合部３０の上下方向に略垂直な方向における強度がさらに向上し、また、熱膨張差に起因する接合強度の低下を抑制できる。

Ｂ．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。

また、上記実施形態における加熱装置１００を構成する各部材の形成材料は、あくまで例示であり、各部材が他の材料により形成されてもよい。例えば、上記実施形態における加熱装置１００では、保持体１０と柱状支持体２０との主成分（セラミックス粒子）は、ＡｌＮであったが、例えばＡｌ_２Ｏ_３（アルミナ）など、他のセラミックスであってもよい。また、保持体１０の主成分と柱状支持体２０の主成分とは、互いに異なる材料であってもよい。また、接合部３０は、希土類とＡｌの複合酸化物とを含むものに限らず、要するに、樹脂ではなく、セラミックスとガラスとの少なくとも一方を主成分として含み、熱膨張率が保持体１０および柱状支持体２０の少なくとも一方の形成材料の熱膨張率とは異なる材料により形成されていればよい。なお、接合部３０の熱膨張率が、保持体１０および柱状支持体２０の熱膨張率と異なるか否かは、例えば次の工程（ａ）〜（ｃ）を行うことによって判定することができる。
（ａ）接合部３０の断面のＳＥＭ観察およびＥＰＭＡ（ＥｌｅｃｔｒｏｎＰｒｏｂｅＭｉｃｒｏＡｎａｌｙｚｅｒ）、微小Ｘ線結晶構造解析（ＸＲＤ）を行い、接合部３０を構成する化合物の同定および構成比を調べる。
（ｂ）接合部３０を構成する化合物の熱膨張率を文献等によって調べる（文献等でも分からない場合には、サンプルを作製して、そのサンプルの熱膨張率を測定する）
（ｃ）求めた接合部３０の熱膨張率を、保持体１０および柱状支持体２０の熱膨張率と比較する。

また、上記実施形態において、加熱装置１００は、上述の条件２および条件３の少なくとも一方を満たさない構成であってもよい。

また、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、保持体１０および柱状支持体２０のＺ軸方向視の外形が略円形であるとしているが、他の形状であってもよい。また、柱状支持体２０に形成された貫通孔２２に収容される電極端子は、ヒータ電極５０に電気的に接続された端子に限らず、例えば、プラズマを発生させる高周波（ＲＦ）電極に電気的に接続された端子や、静電吸着のための吸着電極に電気的に接続された端子でもよい。また、上記実施形態では、受電電極５４は、保持体１０の裏面Ｓ２に形成された凹部１２内に配置されているが、保持体１０の裏面Ｓ２上に配置されているとしてもよい。要するに、受電電極は、保持体の第２の表面側に配置されていればよい。

また、上記実施形態において、ビア群５２は、１つのビア５２Ａを含むとしてもよいし、３つ以上のビア５２Ａを含むとしてもよい。

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。

本発明は、加熱装置に限らず、静電チャック、真空チャック等の保持装置、サセプタ等の加熱装置、シャワーヘッド等の半導体製造装置用部品の製造方法にも適用可能である。要するに、本発明は、第１のセラミックス部材と第２のセラミックス部材とが接合部によって接合されたセラミックス接合体に適用可能である。

１０：保持体１１：セラミックス粒子１２：凹部２０：柱状支持体２２：貫通孔３０：接合部３１：形成材料５０：ヒータ電極５１：周縁側ビア導体５２：ビア群５２Ａ：ビア５３：導電路５４：受電電極５６：ろう付け部７０：電極端子１００：加熱装置Ｌ：平面Ｍ：最大円Ｒ：半径Ｓ１：保持面Ｓ２：裏面Ｓ３：上面Ｗ：半導体ウェハｍ１〜ｍ５：円ｒ１〜ｒ５：半径

Claims

第１のセラミックス部材と、
第２のセラミックス部材と、
第１の方向において前記第１のセラミックス部材と前記第２のセラミックス部材との間に配置され、前記第１のセラミックス部材と前記第２のセラミックス部材とを接合し、セラミックスとガラスとの少なくとも一方を主成分として含み、熱膨張率が前記第１のセラミックス部材および前記第２のセラミックス部材の少なくとも一方の形成材料の熱膨張率とは異なる材料により形成されている接合部と、
を備えるセラミックス接合体において、
前記第１の方向に略垂直な少なくとも１つの特定断面に、
前記第１のセラミックス部材または前記第２のセラミックス部材を形成する複数のセラミックス粒子と、前記セラミックス粒子同士の間に介在する前記接合部の形成材料と、を含む特定領域であって、前記複数のセラミックス粒子の総数に対して、以下の式（１）で定義される円磨度が０．４以上である特定セラミックス粒子の数の割合が５０％以上である特定領域、が存在している、
ことを特徴とするセラミックス接合体。
円磨度＝Σｒｉ／（Ｒ・ｎ）・・・（１）
ただし、
ｒｉ：前記セラミックス粒子の角部に内接する円の半径
Ｒ：前記セラミックス粒子に内接する最大円の半径
ｎ：前記セラミックス粒子が有する角部の数
Σ：前記セラミックス粒子の角部に対する和
請求項１に記載のセラミックス接合体において、
前記特定領域において、前記接合部は、前記セラミックス粒子を囲みつつ複数の前記セラミックス粒子にわたって連続的に網目状に繋がっている網目状部分を含んでいる、
ことを特徴とするセラミックス接合体。
請求項１または請求項２に記載のセラミックス接合体において、
前記第１のセラミックス部材は、ヒータ電極を備えており、前記第２のセラミックス部材は、ヒータ電極を備えておらず、
前記第１のセラミックス部材と前記接合部との境界付近における前記特定セラミックス粒子の密度は、前記第２のセラミックス部材と前記接合部との境界付近における前記特定セラミックス粒子の密度より高い、
ことを特徴とするセラミックス接合体。