JP2021190355A - 端子付構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】接合強度を向上させることができる端子付構造体を提供する。【解決手段】端子付構造体は、第１側面を有する第１凹部と、第１凹部の開口側を囲繞する第１面と、１面に交差する第２側面を有する第２凹部とを備えてなる絶縁性の基体と、基体の内部に位置する内部導体と、第１凹部内で内部導体に給電する端子部と、第1面に対向して端子部から外方に向かって伸びるフランジ部と、フランジ部の外縁側から第２凹部に向かって伸びる枠部と、を備えたフランジ付端子と、基体と枠部とを接合する接合層と、を有する。【選択図】図５

Description

本開示は、端子付構造体に関する。

絶縁性の基体に端子を接合した端子付構造体が知られている。端子付構造体の例としては、例えば、ウェハの加工に利用されるセラミックヒータ、静電チャック及びプラズマ発生用電極部材を挙げることができる。端子付構造体においては、基体と金属部材（例えば端子）との接合がなされている。

特許文献１は、セラミックプレートと金属部材との接合構造を開示している。この接合構造において、セラミックプレートは、１対の主面（板形状の最も広い面。表面および裏面）の一方の主面に突部を有している。突部は、平坦な頂面を有している。金属部材は、この頂面に対向する被接合面を有している。そして、頂面と被接合面との間にろう材が配置されてセラミックプレートと金属部材とは接合されている。

国際公開第２０１５／１４６５６３号

接合強度を向上させることができる端子付構造体が待たれる。

本開示の一態様に係る端子付構造体は、第１側面を有する第１凹部と、該第１凹部の開口側を囲繞する第１面と、該第１面に交差する第２側面を有する第２凹部とを備えてなる絶縁性の基体と、前記基体の内部に位置する内部導体と、前記第１凹部内で前記内部導体に給電する端子部と、前記第1面に対向して前記端子部から外方に向かって伸びるフラン
ジ部と、該フランジ部の外縁側から前記第２凹部に向かって伸びる枠部と、を備えたフランジ付端子と、前記基体と前記枠部とを接合する接合層と、を有する。

上記の構成によれば、接合強度が向上する。

実施形態に係るヒータの構成を示す模式的な分解斜視図。 図１のII−II線における断面図。 図１のヒータプレートのフランジ付端子及びその周辺を下面側から見た斜視図。 図３のIV−IV線における断面図。 図４の領域Ｖの拡大図。

以下、本開示の端子付構造体について、ヒータを例に取って説明する。以下で参照する各図は、説明の便宜上の模式的なものである。従って、細部は省略されていることがあり、また、寸法比率は必ずしも現実のものとは一致していない。また、ヒータは、各図に示されていない周知の構成要素をさらに備えていても構わない。

（ヒータシステム）
図１は、実施形態に係るヒータ１の構成を示す模式的な分解斜視図である。図２は、図１のヒータ１を含むヒータシステム１０１の構成を示す模式図である。図２において、ヒータ１については、図１のII−II線断面図が示されている。図１は、ヒータ１の構造を示すために便宜的にヒータ１を分解して示しており、実際の完成後のヒータ１は、図１の分解斜視図のように分解可能である必要はない。

図１及び図２の紙面上方は、例えば、鉛直上方である。ただし、ヒータ１は、必ずしも図１及び図２の紙面上方を鉛直上方として利用される必要はない。以下では、便宜上、図１及び図２の紙面上方を鉛直上方として、上面及び下面等の用語を用いることがある。特に断りがない限り、単に平面視という場合、図１及び図２の紙面上方から見ることを指すものとする。

ヒータシステム１０１は、ヒータ１と、ヒータ１に電力を供給する電力供給部３（図２）と、電力供給部３を制御する制御部５（図２）と、を有している。ヒータ１と電力供給部３とは配線部材７（図２）によって接続されている。なお、配線部材７は、ヒータ１の一部と捉えられても構わない。また、ヒータシステム１０１は、上記に挙げた構成の他、例えば、ヒータ１に気体及び／又は液体を供給する流体供給部を有していてもよい。

（ヒータ）
ヒータ１は、例えば、概略板状（図示の例では円盤状）のヒータプレート９と、ヒータプレート９から下方へ延びているパイプ１１とを有している。

ヒータプレート９は、その上面１３ａに加熱対象物の一例としてのウェハＷｆ（図２）が載置され（重ねられ）、ウェハの加熱に直接寄与する。パイプ１１は、例えば、ヒータプレート９の支持及び配線部材７の保護に寄与する。なお、ヒータプレート９のみがヒータと捉えられても構わない。

（ヒータプレート）
ヒータプレート９の上面１３ａ及び下面１３ｂは、例えば、概ね平面である。ヒータプレート９の平面形状及び各種の寸法は、加熱対象物の形状及び寸法等を考慮して適宜に設定されてよい。例えば、平面形状は、円形（図示の例）又は多角形（例えば矩形）である。寸法の一例を示すと、直径は２０ｃｍ以上３５ｃｍ以下、厚さは４ｍｍ以上３０ｍｍ以下である。なお、本実施形態の説明において、矩形等の多角形に係る用語は、特に断りが無い限り、角部が直線（平面）又は曲線（曲面）によって面取りされた形状を含むものとする。

ヒータプレート９は、例えば、絶縁性の基体１３と、基体１３に埋設されている抵抗発熱体１５（内部導体の一例）と、抵抗発熱体１５に電力を供給するためのフランジ付端子１７（金属部材の一例）とを備えている。抵抗発熱体１５に電流が流れることによって、ジュールの法則に従って熱が発生し、ひいては、基体１３の上面１３ａに載置されているウェハＷｆが加熱される。

（基体）
基体１３の外形は、ヒータプレート９の外形を構成している。従って、上述のヒータプレート９の形状及び寸法に係る説明は、そのまま基体１３の外形及び寸法の説明と捉えられてよい。基体１３の材料は、例えば、セラミックである。セラミックは、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３、アルミナ）、炭化珪素（ＳｉＣ）、及び窒化珪素（Ｓｉ_３Ｎ_４）等を主成分とする焼結体である。なお、主成分は、例
えば、その材料の５０質量％以上又は８０質量％以上を占める成分である（以下、特に断りが無い限り、他の部材及び他の成分についても、同様である。）。

セラミックを構成する各成分は、Ｘ線回折装置（ＸＲＤ）を用いて同定すればよい。そして、各成分の含有量は、蛍光Ｘ線分析装置（ＸＲＦ）またはＩＣＰ発光分光分析装置（ＩＣＰ）を用いて、各元素の含有量を求め、同定された各成分の含有量にそれぞれ換算すればよい。

図１では、基体１３は、第１絶縁層１９Ａ及び第２絶縁層１９Ｂによって構成されている。なお、基体１３は、第１絶縁層１９Ａ及び第２絶縁層１９Ｂとなる材料（例えばセラミックグリーンシート）が積層されて作製されてもよいし、そのような方法とは異なる方法によって作製され、完成後に抵抗発熱体１５等の存在によって概念的に第１絶縁層１９Ａ及び第２絶縁層１９Ｂによって構成されていると捉えることができるだけであってもよい。

（抵抗発熱体）
抵抗発熱体１５は、基体１３の上面１３ａ及び下面１３ｂに沿って（例えば平行に）延びている。また、抵抗発熱体１５は、平面視において、例えば、基体１３の概ね全面に亘って延びている。図１では、抵抗発熱体１５は、第１絶縁層１９Ａ及び第２絶縁層１９Ｂとの間に位置している。

平面視における抵抗発熱体１５の具体的なパターン（経路）は適宜なものとされてよい。例えば、抵抗発熱体１５は、ヒータプレート９において１本のみ設けられており、その一端から他端まで自己に対して交差することなく延びている。また、図示の例では、抵抗発熱体１５は、ヒータプレート９を２分割した各領域において、円周方向に往復するように（ミアンダ状に）延びている。この他、例えば、抵抗発熱体１５は、渦巻状に延びていたり、一の半径方向において直線状に往復するように延びていたりしてよい。

抵抗発熱体１５を局部的に見たときの形状も適宜なものとされてよい。例えば、抵抗発熱体１５は、上面１３ａ及び下面１３ｂに平行な層状導体であってもよいし、上記の経路を軸として巻かれたコイル状（スプリング状）であってもよいし、メッシュ状に形成されているものであってもよい。各種の形状における寸法も適宜に設定されてよい。

抵抗発熱体１５の材料は、電流が流れることによって熱を生じる導体（例えば金属）である。導体は、適宜に選択されてよく、例えば、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、プラチナ（Ｐｔ）若しくはインジウム（Ｉｎ）又はこれらを主成分とする合金である。また、抵抗発熱体１５の材料は、前記のような金属を含む導電ペーストを焼成して得られるものであってもよい。すなわち、抵抗発熱体１５の材料は、ガラス粉末及び／又はセラミック粉末等の添加剤（別の観点では無機絶縁物）を含むものであってもよい。

（端子部（概要））
端子部１７ａは、例えば、抵抗発熱体１５の長さ方向両端に接続されているとともに、当該両端の位置にて、基体１３の下面１３ｂ側の一部（第２絶縁層１９Ｂ）を貫通して下面１３ｂから露出している。これにより、ヒータプレート９の外部から抵抗発熱体１５へ電力を供給可能になっている。１対の端子部１７ａ（抵抗発熱体１５の両端）は、例えば、ヒータプレート９の中央側に位置している。なお、１つの抵抗発熱体１５に電力を供給する３以上の端子１７部が設けられてもよいし、２以上（例えば２層以上）の抵抗発熱体１５に電力を供給する２組以上の端子１７ａが設けられてもよい。

（パイプ）
パイプ１１は、上下（軸方向両側）が開口している中空状である。別の観点では、パイプ１１は、上下に貫通する空間１１ｓを有している。パイプ１１の横断面（軸方向に直交する断面）及び縦断面（軸方向に平行な断面。図２に示す断面）の形状は適宜に設定されてよい。図示の例では、パイプ１１は、軸方向の位置に対して径が一定の円筒形状である。もちろん、パイプ１１は、高さ方向の位置によって径が異なっていてもよい。また、パイプ１１の寸法の具体的な値は適宜に設定されてよい。特に図示しないが、パイプ１１には、気体又は液体が流れる流路が形成されていてもよい。

パイプ１１は、セラミック等の絶縁材料から構成されていてもよいし、金属（導電材料）から構成されていてもよい。セラミックの具体的な材料としては、例えば、基体１３の説明で挙げたもの（ＡｌＮ等）が利用されてよい。また、パイプ１１の材料は、基体１３の材料と同一であってもよいし、異なっていてもよい。

基体１３とパイプ１１との固定は、適宜な方法によってなされてよい。例えば、両者は、両者の間に介在する接着剤（不図示）によって固定されてもよいし、両者の間に接着剤を介在させずに、固相接合によって固定されてもよいし、ボルト及びナット（いずれも不図示）を利用して機械的に固定されてもよい。

（配線部材）
配線部材７は、パイプ１１の空間１１ｓ内に挿通されている。平面透視において、ヒータプレート９のうち空間１１ｓ内に露出する領域では、複数の端子部１７ａが基体１３から露出している。そして、配線部材７は、その一端が複数の端子１７ａに接続されている。

複数の配線部材７は、可撓性の電線であってもよいし、可撓性を有さないロッド状のものであってもよいし、これらの組み合わせであってもよい。また、複数の可撓性の電線は、纏められて１本のケーブルのようになっていてもよいし、纏められていなくてもよい。

配線部材７と端子部１７ａとの接続も適宜なものとされてよい。例えば、両者は、導電性の接合材によって接合されていてもよい。また、例えば、両者は、一方に雄ねじが形成され、他方に雌ねじが形成されることにより、螺合されていてもよい。端子部１７ａは、前記のねじのように、配線部材７との接続のための特定の形状を有していてもよい。ただし、以下の説明では、そのような特定の形状の図示は基本的に省略する。

（端子の接合構造）
図３は、ヒータプレート１のフランジ付端子１７及びその周辺を下面１３ｂ側から見た斜視図である。図４は、図３のIV−IV線における断面図である。これらの図では、紙面上方はヒータプレート１の下方である。

フランジ付端子１７は、第１凹部１３ｅ内で抵抗発熱体１５等の内部導体に給電する端子部１７ａと、第１面１３ｂに対向して端子部１７ａから外方に向かって伸びるフランジ部１７ｂと、フランジ部１７ｂの外縁側から第２凹部１３ｄに向かって伸びる枠部１７ｃと、を備えている。

端子部１７ａの具体的な形状及び各種の寸法等は適宜に設定されてよい。例えば、図示の例のように、端子部１７ａは、上下方向（基体１３の厚さ方向）に直線状に延びる柱状とされてよい。この場合において、端子部１７ａの上下方向の長さは、直径よりも大きくてもよいし（図示の例）、直径以下であってもよい。また、基体１３の第１面１３ｂに平行な横断面における端子部１７ａの形状及び大きさは、上下方向（基体１３の厚さ方向）において一定であってもよいし、一定でなくてもよい。横断面における端子部１７ａの形
状は、円形（図示の例）又は多角形等の適宜な形状とされてよい。

端子部１７ａは、図示の例のように中実であってもよいし、図示の例とは異なり、雌ねじが形成されているなど、中空状であってもよい。また、特に図示しないが、端子部１７ａは、第１面１３ｂから延び出る長さが比較的長いロッド状とされてもよい。この場合、例えば、端子部１７ａの第１面１３ｂから延び出る長さは基体１３の厚さの２倍以上又は５倍以上とされてもよい。

フランジ部１７ｂの具体的な形状及び各種の寸法等も適宜に設定されてよい。例えば、平面視において、フランジ部１７ｂの外縁の形状は、端子部１７ａの外周面の形状を一回り大きくした形状（図示の例）であってもよいし、端子部１７ａの外周面の形状とは異なる形状であってもよい。換言すれば、フランジ部１７ｂの幅（平面視における内縁から外縁までの距離）は、端子部１７ａの回りで一定であってもよいし、一定でなくてもよい。フランジ部１７ｂの厚さ（上下方向）は、端子部１７ａ回りの方向及び／又は内縁から外縁への方向において、一定であってもよいし（図示の例）、一定でなくてもよい。フランジ部１７ｂ（その下面及び／又は上面）は、端子部１７ａに対して直交していてもよいし（図示の例）、直交していなくてもよい。

フランジ部１７ｂの端子部１７ａに対する上下方向の位置も適宜に設定されてよい。図示の例では、フランジ部１７ｂは、端子部１７ａの長さ方向の中途に位置している。ただし、図示の例とは異なり、フランジ部１７ｂは、端子部１７ａの抵抗発熱体１５とは反対側（紙面上方）の端部に位置していてもよい。換言すれば、端子部１７ａは、フランジ部１７ｂから紙面上方へ突出していなくてもよい。

端子部１７ａは、例えば、その全体が導体によって一体的に構成されている。ただし、特に図示しないが、端子部１７ａは、絶縁体を導体膜によって被覆して構成されていてもよい。端子部１７ａを構成する導体の材料は適宜なものとされてよい。典型的には、導体の材料は、金属である。また、端子部１７ａの材料は、内部導体（抵抗発熱体１５）の材料及び／又は配線部材７の材料と同一の材料若しくは主成分が同一の材料であってもよいし、そのような材料でなくてもよい。端子部１７ａの材料としては、例えば、Ｗ、Ｍｏ又はＰｔを挙げることができる。

端子部１７ａは、図示の例のように、抵抗発熱体１５を貫通してその端面において抵抗発熱体１５と接続されていてもよいし（図示の例）、抵抗発熱体１５を貫通せず、その上面（紙面下方側の面）において抵抗発熱体１５と接続されていてもよい。

基体１３の第１面１３ｂは、開口側に、後述する第２凹部（溝）１３ｄと第１凹部１３ｅとを備えており、基体１３の下方（紙面上方。別の観点では基体１３の外部又は抵抗発熱体１５とは反対側）に面している。

基体１３は、下面である第１面１３ｂに開口する第１凹部１３ｅ（図４）を有している。第１凹部１３ｅは、少なくとも第２絶縁層１９Ｂを貫通しており、抵抗発熱体１５に到達している。端子部１７ａは、少なくとも一部が第１凹部１３ｅ内に位置している。これにより、端子部１７ａは、基体１３内に位置している抵抗発熱体１５に接続可能となっている。また、端子部１７ａの抵抗発熱体１５から離れる側（紙面上方）の一部は、第１面１３ｂから露出している。これにより、端子部１７ａは、配線部材７と接続可能となっている。なお、特に図示しないが、抵抗発熱体１５と基体１３の第１面１３ｂとの間に抵抗発熱体１５と電気的に接続されている不図示の配線層が設けられ、この配線層に端子部１７ａが接続されていてもよい。

端子部１７ａのうち、フランジ部１７ｂよりも抵抗発熱体１５側に突出している部分が第１凹部１３ｅに挿入されることによって、フランジ部１７ｂは、第１面１３ｂに当接する。

フランジ部１７ｂの幅（内縁から外縁までの長さ）は、例えば、第１面１３ｂの幅（第１凹部１３ｅの第１側面１３ｊから第２凹部（溝）１３ｄの第２側面１３ｆまでの長さ）よりも大きい。別の観点では、フランジ部１７ｂの外縁は、第１面１３ｂの外縁よりも外側に位置している。枠部１７ｃは、フランジ部１７ｂの外縁側から第２凹部１３ｄに向かって伸びており、枠部１７ｃの先端側の端面と第２凹部１３ｄの底面との間には空間が存在する。

第１凹部１３ｅの具体的な形状及び寸法等は適宜に設定されてよい。例えば、第１凹部１３ｅの形状は、端子部１７ａのうち第１凹部１３ｅに挿入される部分の形状を若干大きくした形状である。両者の隙間の大きさは、後述する接合材（接合層２１）を配置可能に適宜に設定されてよい。第１凹部１３ｅの底面と、端子部１７ａの基体１３の内部側の先端面とは、当接されずに、又は接合されずに、離れていてもよいし（図示の例）、当接又は接合されていてもよい。

基体１３は、既述のように下面１３ｂに第２凹部（溝）１３ｄを有している。第２凹部（溝）１３ｄは、例えば、端子部１７ａから離れた位置にて端子部１７ａを囲むように延びている。別の観点では、第２凹部（溝）１３ｄは、第１面１３ｂを囲んでいる。第２凹部（溝）１３ｄが形成されていることにより、基体１３は、第１面１３ｂに交差するとともに第１面１３ｂから離れるほど基体１３の内部側に位置している第２側面１３ｆ（第２凹部（溝）１３ｄの第１面１３ｂ側の壁面）を有している。

第２凹部（溝）１３ｄ（第２側面１３ｆ）の具体的な形状及び寸法等は適宜に設定されてよい。例えば、第２凹部（溝）１３ｄは、途切れることなく端子部１７ａを囲んでいてもよいし（図示の例）、一部（１カ所とは限らない）において途切れていてもよい。また、第２側面１３ｆの端子部１７ａの軸心からの距離は、一定であってもよいし（図示の例）、一定でなくてもよい。別の観点では、平面視において、第２凹部（溝）１３ｄの形状は、端子部１７ａの形状を一回り大きくした形状であってもよいし、そのような形状でなくてもよい。第２凹部（溝）１３ｄは、一定の幅で延びていてもよいし（図示の例）、幅を変化させつつ延びていてもよい。

第２凹部（溝）１３ｄの横断面（図４に示す断面の形状）において、第２凹部（溝）１３ｄの幅（第２側面１３ｆと、これに対向する壁面との間隔）は、第２凹部（溝）１３ｄの深さ方向において、一定であってもよいし（図示の例）、一定でなくてもよい。後者の場合においては、例えば、第２凹部（溝）１３ｄは、開口側（抵抗発熱体１５から離れる側）ほど幅が広くなる形状とされてよいし、逆に、開口側ほど幅が狭くなる形状とされてもよい。第２凹部（溝）１３ｄの幅が深さ方向において概ね一定の形状としては、例えば、矩形（図示の例）、平行四辺形、及びこれらの形状において少なくとも一部を曲面状にしたものが挙げられる。また、第２凹部（溝）１３ｄの幅が開口側ほど大きくなる形状としては、例えば、三角形、台形、これらの形状において少なくとも一部を曲面状にしたもの、及び半円形を挙げることができる。また、第２凹部（溝）１３ｄの幅が開口側ほど小さくなる形状としては、例えば、台形及び台形の少なくとも一部を曲面状にしたものを挙げることができる。曲面は、凹状のものであってもよいし、凸状のものであってもよい。

上記の説明から理解されるように、溝１３ｄの一方の壁面である第２側面１３ｆは、曲面状であってもよいし（図示の例）、平面状であってもよい。また、第２側面１３ｆは、第１面１３ｂに対して直交していてもよいし（図示の例）、傾斜していてもよい。

図５は、図４の領域Ｖの拡大図である。

第２側面１３ｆと第１面１３ｂとがなす角部は、平面又は曲面によって面取りされていてもよいし（図示の例）、そのような面取りがなされていなくてもよい。また、第１側面１３ｊと第１面１３ｂとがなす角部は、平面又は曲面によって面取りされていてもよいし（図示の例）、そのような面取りがなされていなくてもよい。

なお、ここでいう面取りは、角部が無くされたような形状を指しているのであり、切削加工又は研磨加工等によって角部の材料が除去されることは要しない。面取り面１３ｇ、１３ｈの大きさは適宜に設定されてよい。例えば、第１面１３ｂが面取りされた長さｄ１及び第２側面１３ｆが面取りされた長さｄ２は、後述する接合層２１の、第１面１３ｂ上における厚さの１倍以上又は２倍以上とされてよく、また、１０倍以下又は５倍以下とされてよく、上記の下限と上限とは適宜に組み合わされてよい。

（接合層）
基体１３とフランジ付端子１７とは接合層２１によって接合されている。接合層２１は、少なくとも一部が基体１３とフランジ付端子１７の枠部１７ｃとの間に介在している。接合層２１は、フランジ付端子１７と抵抗発熱体１５との間に介在してこれらの電気的接続に寄与していてもよいし、寄与していなくてもよい。

また、接合層２１が基体１３に対して設けられる範囲は適宜に設定されてよい。例えば、端子部１７ａの周囲から第１面１３ｂに当接し、第２側面１３ｆにまで伸びていてもよい。また、接合層２１の先端は、枠部１７ｃの先端側の端面よりも第２凹部１３ｄの底面側に位置していてもよい。また、接合層２１は、凹部１３ｅの内周面の一部又は全部に重なってもよいし、凹部１３ｅの底面の一部又は全部に重なってもよいし、第２側面１３ｆに対向する壁面の一部又は全部に重なっていてもよいし、第１面１３ｂのうち第２凹部（溝）１３ｄよりも外側の一部に重なっていてもよい。

接合層２１が端子部１７ａの基体１３内部側の端面及び／又は凹部１３ｅの底面に位置している場合において、接合層２１は、両者の間に充填されて両者を接合していてもよいし、端子部１７ａの端面に重なる部分と、凹部１３ｅの底面に重なる部分との２層に分かれていてもよい。また、接合層２１は、第２凹部（溝）１３ｄ内に充填されていてもよい。このことから理解されるように、接合層２１は、「層」の概念に当て嵌まらない部分を含んでいてもよい。

接合層２１の厚さは、適宜に設定されてよい。例えば、接合層２１の厚さは、その全体に亘って概ね一定であってもよいし、複数の領域間で厚さが異なっていてもよいし、一の領域内で厚さが異なっていてもよい。例えば、第１面１３ｂ上に位置する接合層２１は、第１側面１３ｊ側の方が第２側面１３ｆ側よりも厚くてもよい。つまり、第１面１３ｂ上に位置する接合層２１は、第１側面１３ｊと第２側面１３ｆとの間における中央部よりも第１側面１３ｊ側に位置する部位の平均厚みが、上記中央部よりも第２側面１３ｆ側に位置する部位の平均厚みの方が厚くてもよい。このような構成であると、端子部１７ａに外部から応力が加わった際に、特に応力が集中しやすい端子部１７ａとフランジ部１７ｂとの接合部において応力を有効に緩和できる。各領域の厚さの一例を挙げると、例えば、当該厚さは、５μｍ以上又は１０μｍ以上とされてよく、２００μｍ以下又は１００μｍ以下とされてよく、上記の下限と上限とは適宜に組み合わされてよい。

接合層２１の材料は、導電材料であり、また、金属材料を主成分としている。接合層２１は、その全体が１種類の材料によって構成されていてもよいし、複数種類の材料から構
成されていてもよい。後者の例としては、互いに異なる材料からなる層が積層されている構成を挙げることができる。なお、複数種類の材料は、互いに混じり合い、その境界が曖昧になっていてもよい。

接合層２１が複数の層から構成される場合の一例を挙げると、特に図示しないが、接合層２１は、以下の第１層〜第４層を有している。第１層は、少なくとも第１凹部１３ｅの内面、第１面１３ｂ及び第２側面１３ｆに重なっている。第２層は、第１層と概ね同等の領域において第１層に重なっている。第３層は、少なくとも基体１３の表面とフランジ付端子１７の表面とが対向する領域においてフランジ付端子１７の表面に重なっており、第２層とフランジ付端子１７の表面との間に介在している。この第３層は、フランジ付端子１７の全体を覆っていてもよい。第４層は、基体１３の下面１３ｂのうちフランジ付端子１７よりも外側の領域及びフランジ付端子１７が外部へ露出している領域を第１〜第３層の上から覆っている。

接合層２１の具体的な材料も適宜に設定されてよい。例えば、接合層２１の材料は、フランジ付端子１７、内部導体（抵抗発熱体１５）の材料及び／又は配線部材７の材料と同一の材料若しくは主成分が同一の材料であってもよいし、そのような材料でなくてもよい。接合層２１の材料（接合層２１を構成する層の材料）としては、Ａｇ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｔｉ若しくはＮｉ、又はこれらの１つ以上を主成分とする合金が用いられてよい。上記の積層構造の一例について具体的な材料を例示すると、例えば、第１層の材料は、Ａｇ、Ｃｕ、Ｃｒ及びＴｉの合計質量が５０質量％以上又は８０％質量以上の合金とされてよい。第２層の材料及び第４層の材料は、Ｎｉ又はＮｉを主成分とする合金とされてよい。第３層の材料は、Ａｇ及びＣｕの合計質量が５０質量％以上又は８０質量％以上の合金とされてよい。

（ヒータの製造方法）
ヒータプレート１の製造方法は、例えば、溝１３ｄが形成されること等を除いては、概略、公知の種々の方法と同様とされてよい。以下に一例を述べる。

まず、焼成前のセラミック原料からなる基体１３（生の基体１３）を準備する。生の基体１３の内部には、例えば、焼成前の導電ペーストからなる抵抗発熱体１５（生の抵抗発熱体１５）が埋設されている。このような生のヒータプレートは、従来公知の種々の方法によって準備されてよく、例えば、導電ペーストが配置されたセラミックグリーンシートを積層することによって準備されてよい。

上記の生の基体１３には、第１凹部１３ｅ及び第２凹部（溝）１３ｄが形成されている。生の基体１３が複数のセラミックグリーンシートの積層体によって構成される場合において、第１凹部１３ｅ及び／又は第２凹部（溝）１３ｄは、積層前に形成されてもよいし、積層後に形成されてもよい。また、第１凹部１３ｅ及び第２凹部（溝）１３ｄとなる穴（貫通孔又は凹部）は、１枚のセラミックグリーンシートに形成されたものであってもよいし、２枚以上のセラミックグリーンシートに亘って形成されたものであってもよい。

次に、第１凹部１３ｅの内面（内周面及び底面）、第１面１３ｂ及び第２側面１３ｆに接合層２１の一部となる導電ペーストを層状に配置する。この導電ペーストは、例えば、上述の第１層となるものである。導電ペーストの一部又は全部は、セラミックグリーンシートの積層前に配置されてもよい。次に、生の基体１３及び導電ペーストを焼成する。その後、第１層上に既述の第２層となる金属を蒸着法等によって成膜する。

上記に並行して、金属からなるフランジ付端子１７を用意する。そして、フランジ付端子１７に、接合層２１のうち既述の第３層となるろう材を塗布する。このろう材によって
被覆されたフランジ付端子１７を第２層が成膜されている凹部１３ｅ内に挿入して熱処理を行う。これにより、フランジ付端子１７と基体１３とが接合される。さらに、その上から既述の第４層となる金属層を蒸着法等によって成膜する。以上の説明から理解されるように、この例では、基体１３の表面をメタライズし、ろう材によって基体１３とフランジ付端子１７とを接合している。接合層２１は、メタライズによって形成された層及びろう材等を含んでいる。

以上のとおり、本実施形態では、端子付構造体（ヒータ１）は、基体１３、内部導体（抵抗発熱体１５）、フランジ付端子１７及び接合層２１を有している。基体１３は、第１凹部１３ｅを有している絶縁性の部材である。抵抗発熱体１５は、基体１３内に位置している。フランジ付端子１７は、凹部１３ｅに挿入されており、抵抗発熱体１５に電気的に接続されている。接合層２１は、基体１３とフランジ付端子１７とを接合している。基体１３は、第１面１３ｂ及び第２側面１３ｆを有している。第１面１３ｂは、凹部１３ｅの周囲に位置している。第２側面１３ｆは、第１面１３ｂに交差しており、第１面１３ｂから離れるほど基体１３の内部側へ位置している。接合層２１は、フランジ付端子１７の枠部１７ｃと第２側面１３ｆとの間に介在している。

従って、例えば、接合層２１の基体１３の表面（第１面１３ｂ等）からの剥離が生じる蓋然性が低減される。その結果、フランジ付端子１７と基体１３との接合強度が向上する。具体的には、例えば、以下のとおりである。

本実施形態においては、温度が低下し、基体１３よりも接合層２１が収縮するとき、両者の熱膨張差によって生じる力は、図５の矢印ｙ１１（図５の矢印ｙ１に相当）で示すように、接合層２１を第２側面１３ｆに押し付ける力として作用する。その結果、接合層２１が基体１３の表面から剥離する蓋然性が低減され、基体１３とフランジ付端子１７との接合強度が向上する。また、接合層２１が、端子部１７ａの周囲から第１面１３ｂに当接し、第２側面１３ｆにまで伸びている場合、接合層２１は、第１面１３ｂに位置している領域と、第２側面１３ｆに位置している領域とが収縮に伴って基体１３を締め付ける。その結果、接合層２１が基体１３の表面から剥離する蓋然性がさらに低減される。また、接合層２１の先端が、枠部１７ｃの先端側の端面よりも第２凹部の底面側に位置する場合、接合層２１の先端（縁部）が、応力が加わりやすい枠部１７ｃから離れているので、接合層２１の剥離が低減される。

より詳細には、図示の例のように、接合層２１の縁部が第２側面１３ｆに位置している場合においては、縁部の剥離の蓋然性が低減される。また、接合層２１の縁部が第２凹部（溝）１３ｄの底面、第２凹部（溝）１３ｄの第２側面１３ｆに対向する壁面又は第１面１３ｂの第２凹部（溝）１３ｄよりも外側の領域に位置している場合においては、縁部が剥離したとしても、剥離が第２側面１３ｆを超えて広がる蓋然性が低減される。接合層２１が第２凹部（溝）１３ｄ内に充填されている場合においても、接合層２１が第２側面１３ｆ等に成膜されている場合と同様の効果が得られる。

本実施形態では、ヒータ１は、基体１３内に位置している内部導体（抵抗発熱体１５）を有している。基体１３に接合される金属部材は、抵抗発熱体１５に電気的に接続されている端子部１７ａである。

この場合、例えば、接合層２１の基体１３からの剥離が生じる蓋然性が低減されることによって、端子部１７ａの基体１３に対する位置ずれが生じる蓋然性が低減される。ひいては、端子部１７ａと抵抗発熱体１５との電気的接続の信頼性が向上する。

また、本実施形態では、基体１３は、第１面１３ｂに囲まれている領域が凹んで構成さ
れている第１凹部１３ｅを有している。端子部１７ａは、凹部１３ｅに位置している。接合層２１は、第１面１３ｂから第１凹部１３ｅの内面にも至っている。

この場合、例えば、接合層２１は、基体１３のうち第２側面１３ｆと第１凹部１３ｅの内周面との間の部分（第１面１３ｂを頂面とする突部と捉えてよい。）を第２側面１３ｆに位置する部分と第１凹部１３ｅの内周面に位置している部分とで挟み込むことになる。そして、接合層２１が基体１３よりも収縮する状況においては、接合層２１が前記突部を締め付けることになる。その結果、接合層２１の剥離が抑制される効果が向上する。

また、本実施形態では、基体１３は、端子部１７ａ及び第１面１３ｃｂを囲むように延びている第２凹部（溝）１３ｄを有している。第２側面１３ｆは、第２凹部（溝）１３ｄの第１面１３ｃｂ側の壁面によって構成されている。

この場合、例えば、第２凹部（溝）１３ｄを形成するだけで、第２側面１３ｆを形成することができる。また、例えば、第２凹部（溝）１３ｄは、基体１３の表面付近において応力の伝搬を阻害し、応力を基体１３の内部側へ分散することに寄与する。その結果、例えば、剥離が生じる蓋然性を低下させる効果が向上する。また、第２凹部（溝）１３ｄは、接合層２１となる材料が過剰に供給されたときに当該材料が外部へ広がって短絡を生じる蓋然性を低減することに寄与する。

接合層２１は、第１面１３ｂとフランジ部１７ｂとの間にも位置している。この場合、例えば、接合層２１の収縮によって、接合層２１のうちの第１面１３ｂに位置する領域と第２側面１３ｆに位置する領域とが基体１３を締め付ける力にフランジ部１７ｂの収縮による力が加えられる。これにより、接合層２１の剥離を抑制する効果が向上する。

また、本実施形態では、第１面１３ｂと第２側面１３ｆとがなす角部が面取りされている。

例えば、上記の角部が鋭いと、接合層２１が第１面１３ｂ上の領域と第２側面１３ｆ上の領域とに分断されてしまう蓋然性が高くなる。接合層２１が分断されると、その分断された位置が新たな縁部となり、かつ第１面１３ｂに位置することになる。その結果、図５を参照して説明した効果が減じられてしまう。しかし、角部の面取りによって、そのような蓋然性を低減することができる。また、面取りによって、接合層２１のうち第１面１３ｂに位置する領域が収縮する力が接合層２１のうち第２側面１３ｆに位置する領域に伝わりやすくなる。この伝わった力は、接合層２１を第２側面１３ｆに押し付ける力として作用するから、剥離が生じる蓋然性を低減する効果が向上する。

本実施形態においては、接合層２１を第２側面１３ｆに係合させて剥離を抑制している。その結果、引張力は解放されずに、例えば、接合層２１のうち第１面１３ｂ上の部分を第２側面１３ｆ側に引っ張る力として作用する。

本開示に係るヒータは、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。

実施形態では、端子付構造体として、加熱機能を有するヒータプレートを例に取った。ただし、端子付構造体は、他の機能を有するものであってもよい。例えば、端子付構造体は、静電チャック、又はプラズマ発生用電極部材であってもよいし、これら及びヒータの２つ以上の組み合わせとして機能するものであってもよい。さらに、端子付構造体は、このようなウェハの加工用のもの（サセプタ等）に限定されず、あらゆる技術分野に適用可能である。

別の観点では、内部導体は、実施形態では加熱用の抵抗発熱体であったが、他の用途の導体であってよく、例えば、静電チャック用の電極、又はプラズマ発生用の電極であってもよい。端子付構造体は、これらの電極及び抵抗発熱体の１つ、又は２以上の組み合わせを有していてもよい。内部導体は、例えば、全体として、基体（１３）の上面に沿って広がっている（上方に面している）といえる形状を有している導体とされてよい。また、例えば、平面視において内部導体全体を囲む最小の凸曲線を仮定したときに、当該凸曲線により囲まれた領域は、基体の上面の６割以上又は８割以上を占めてよい。

端子付構造体において、基体はセラミックに限定されないし、接合層は金属を主成分とするものに限定されない。例えば、基体は、単結晶、アモルファス状態の無機材料又は樹脂によって構成されていてもよい。また、例えば、接合層は樹脂によって構成されていてもよい。

第２側面を構成する方法は、溝又は突部を形成する方法以外のものであってもよい。例えば、第１面の周囲において、溝と捉えることが困難な凹部を形成し、この凹部の内壁によって第２側面を構成してもよい。このような凹部（別の観点では第２側面）は、第１面回りの方向において、１つのみ設けられてもよいし、２以上設けられてもよい。また、１つの凹部の大きさ、又は２以上の凹部の合計の大きさは、第１面を囲んでいると捉えることができる大きさであってもよいし、そのように捉えることができない大きさであってもよい。

金属部材は、第１面から突出していなくてもよい。例えば、第１凹部１３ｅの深さよりも短い金属部材が第１凹部１３ｅに挿入されていてもよい。

１・・・ヒータ（端子付構造体）、１３・・・基体、１３ｃ・・・第１面、１３ｄ・・・溝、１３ｆ・・・第２側面、１５・・・抵抗発熱体（内部導体）、１７・・・端子（金属部材）、２１・・・接合層。

Claims (6)

1. 第１側面を有する第１凹部と、該第１凹部の開口側を囲繞する第１面と、該第１面に交差する第２側面を有する第２凹部とを備えてなる絶縁性の基体と、
   前記基体の内部に位置する内部導体と、
   前記第１凹部内で前記内部導体に給電する端子部と、前記第1面に対向して前記端子部
   から外方に向かって伸びるフランジ部と、該フランジ部の外縁側から前記第２凹部に向かって伸びる枠部と、を備えたフランジ付端子と、
   前記基体と前記枠部とを接合する接合層と、
   を有する端子付構造体。
2. 前記接合層は、前記端子部の周囲から前記第１面に当接し、前記第２側面にまで伸びている、請求項１に記載の端子付構造体。
3. 前記第１面上に位置する前記接合層は、前記第１側面側の方が前記第２側面側よりも厚い、請求項２に記載の端子付構造体。
4. 前記接合層の先端は、前記枠部の先端側の端面よりも前記第２凹部の底面側に位置する、請求項１〜３のいずれかに記載の端子付構造体。
5. 前記第１面と前記第１側面とがなす角部は面取りされている、請求項１〜４のいずれかに記載の端子付構造体。
6. 前記第１面と前記第２側面とがなす角部は面取りされている、請求項１〜５のいずれかに記載の端子付構造体。

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