特許 7576413 接合体および基板保持部材

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-23

(45)【発行日】2024-10-31

(54)【発明の名称】接合体および基板保持部材

(51)【国際特許分類】

   C04B 37/02 20060101AFI20241024BHJP

   B23K 1/00 20060101ALI20241024BHJP

   B23K 35/30 20060101ALI20241024BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20241024BHJP

【ＦＩ】

C04B37/02 B

B23K1/00 330D

B23K35/30 310A

B23K35/30 310D

H01L21/68 N

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020138526

(22)【出願日】2020-08-19

(65)【公開番号】P2022034700

(43)【公開日】2022-03-04

【審査請求日】2023-05-25

(73)【特許権者】

【識別番号】000004547

【氏名又は名称】日本特殊陶業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100160691

【弁理士】

【氏名又は名称】田邊 淳也

(74)【代理人】

【識別番号】100157277

【弁理士】

【氏名又は名称】板倉 幸恵

(74)【代理人】

【識別番号】100182718

【弁理士】

【氏名又は名称】木崎 誠司

(72)【発明者】

【氏名】小川 貴道

【審査官】小川 武

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－２１４５６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１７２７５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－２０３５８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１８３３２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１９８９７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－０１２０５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－０３７１６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６１－１２７６７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０８１２０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－０８８７８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１０８６００（ＪＰ，Ａ）

【文献】Ｎｉ系アモルファスろう材，日立金属技報，2014年，Vol.30，P.53

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０４Ｂ ３７／０２

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

Ｂ２３Ｋ １／００、３５／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

接合体であって、
セラミックスを含む受電電極を有するセラミックス部材と、
導電性を有する金属端子と、
前記セラミックス部材と前記金属端子との間に配置される応力緩和部であって、第１ろう材を介して前記受電電極に接合されると共に、第２ろう材を介して前記金属端子に接合される応力緩和部と、
を備え、
前記第１ろう材は、ニッケル（Ｎｉ）を主成分とし、引張強度が１００ＭＰａ以上であり、
前記第２ろう材は、金（Ａｕ）を主成分とし、ヤング率が９０ＧＰａ以上１５０ＧＰａ以下であることを特徴とする、接合体。

【請求項2】

請求項１に記載の接合体であって、
前記第１ろう材は、リン（Ｐ）を含むことを特徴とする、接合体。

【請求項3】

請求項２に記載の接合体であって、
前記第１ろう材は、クロム（Ｃｒ）を含むことを特徴とする、接合体。

【請求項4】

請求項１に記載の接合体であって、
前記第２ろう材は、ニッケル（Ｎｉ）を含むことを特徴とする、接合体。

【請求項5】

請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の接合体を備えることを特徴とする、基板保持部材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、接合体および基板保持部材に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体を製造する際に使用され、内部に設けられたヒータ等の電極に対して外部から給電するための給電端子が接続される導電パッドを備える接合体が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された接合体としてのウェハー支持部材は、Ａｕ－Ｎｉ系ろう材が被覆された給電端子を備えている。特許文献２には、接合体を備えるウェハー載置装置が記載されている。引用文献２において、ウェハー載置装置が備える電極と給電ロッドとは、Ａｕ－Ｎｉロウ接合層を介して接合されている。特許文献３には、セラミックス部材と金属接合部材とが、チタンなどの活性金属を含有する接合層により接合された構造が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０００－４９２１７号公報

【文献】特開２０１７－１８３３２９号公報

【文献】特開平１１－１２０５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、Ａｕ－Ｎｉろう材は、セラミックスとの濡れ性が悪い。このため、特許文献１，２のように、接合層にＡｕ－Ｎｉろう材が用いられた場合、セラミックスを含む表面導電パッドとの接合部に隙間が生じ、接合強度が弱くなるおそれがある。また、特許文献３に記載のように、接合層に活性金属を含有する高ヤング率のろう材が用いられた場合、接合層が脆くなるため、熱サイクル使用時に接合層にクラックが発生し、クラックが伸展して接合体が破損するおそれがある。そのため、より高強度であり、同じ条件で製造された複数のサンプルで接合層のクラックによる接合体の破損の少ない接合体が望まれていた。

【0005】

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、より高強度で接合層のクラックによる接合体の破損の少ない接合体を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現できる。接合体であって、セラミックスを含む受電電極を有するセラミックス部材と、導電性を有する金属端子と、前記セラミックス部材と前記金属端子との間に配置される応力緩和部であって、第１ろう材を介して前記受電電極に接合されると共に、第２ろう材を介して前記金属端子に接合される応力緩和部と、を備え、前記第１ろう材は、ニッケル（Ｎｉ）を主成分とし、引張強度が１００ＭＰａ以上であり、前記第２ろう材は、金（Ａｕ）を主成分とし、ヤング率が９０ＧＰａ以上１５０ＧＰａ以下であることを特徴とする、接合体。そのほか、本発明は、以下の形態としても実現可能である。

【0007】

（１）本発明の一形態によれば、接合体が提供される。この接合体は、セラミックスを含む受電電極を有するセラミックス部材と、導電性を有する金属端子と、前記セラミックス部材と前記金属端子との間に配置される応力緩和部であって、第１ろう材を介して前記受電電極に接合されると共に、第２ろう材を介して前記金属端子に接合される応力緩和部と、を備え、前記第１ろう材は、引張強度が１００ＭＰａ以上であり、前記第２ろう材は、ヤング率が１５０ＧＰａ以下である。

【0008】

この構成によれば、受電電極と金属端子との間に応力緩和部が装填されることにより、受電電極と金属端子との材質の違いに起因する熱膨張率の差によって生じる熱応力を減衰させることができる。また、受電電極と応力緩和部とを接合する第１ろう材は、受電電極が共材のセラミックスを有するため、セラミックス部材に対する濡れ性が悪いと、受電電極と応力緩和部との接合部に隙間を生じさせるおそれがある。接合部に隙間が生じると、セラミックス部材と応力緩和部とが十分に接合されず、十分な接合強度が得られない場合がある。この点、本構成の接合体によれば、第１ろう材の引張強度が１００ＭＰａ以上であるため、受電電極と応力緩和部との接合に十分な強度が得られる。また、応力緩和部と金属端子間の接合材に高ヤング率のろう材が用いられると、応力緩和部と金属端子との熱膨張率の差によって、熱サイクル時に応力緩和部と金属端子間の接合材にクラックが発生して接合体が破損するおそれがある。この点、本構成の接合体によれば、第２ろう材のヤング率は、１５０ＧＰａ以下であるため、熱サイクル時における応力緩和部と金属端子間の接合材のクラックの発生および伸展を抑制できる。すなわち、この構成によれば、より高強度で、第２ろう材のクラックによる接合体の破損が少ない接合体を提供できる。

【0009】

（２）上記態様の接合体において、前記第２ろう材は、ヤング率が９０ＧＰａ以上であってもよい。
第２ろう材のヤング率が低すぎると、第２ろう材に変形が起こりやすく引張強度が低下する可能性がある。この点、本構成の接合体によれば、第２ろう材のヤング率は９０ＧＰａ以上であるため、接合体がより高い引張強度を有することができる。

【0010】

（３）上記態様の接合体において、前記第１ろう材は、ニッケル（Ｎｉ）を主成分としてもよい。
この構成によれば、第１ろう材は、Ｎｉを主成分とするため、より高い強度を有している。そのため、より高い引張強度を有する接合体を提供できると共に、ろう付け時および熱サイクル時のクラックの発生および伸展を抑制できる。

【0011】

（４）上記態様の接合体において、前記第１ろう材は、リン（Ｐ）を含んでいてもよい。
この構成によれば、第１ろう材がＰを含むことにより、第１ろう材の液相出現温度が低下する。そのため、接合体の製造において、より低い温度で受電電極と応力緩和部とを接合できるため、接合体を製造しやすくなる。

【0012】

（５）上記態様の接合体において、前記第１ろう材は、クロム（Ｃｒ）を含んでいてもよい。
この構成によれば、第１ろう材がＣｒを含むことにより、第１ろう材の強度および高温耐酸化性が向上する。そのため、接合体が長時間大気中に放置された場合における、金属端子の外れを抑制できる。

【0013】

（６）上記態様の接合体において、前記第２ろう材は、金（Ａｕ）を主成分としてもよい。
この構成によれば、第２ろう材がＡｕを含むことにより、第２ろう材のヤング率が低くなり、第２ろう材が柔軟性を有するため、耐クラック性を有する。

【0014】

（７）上記態様の接合体において、前記第２ろう材は、ニッケル（Ｎｉ）を含んでいてもよい。
この構成によれば、第２ろう材はＮｉを含むため、Ｎｉを含んでいない第２ろう材と比較して、液相出現温度が低くなる。このように、第２ろう材の液相出現温度が低くなることにより、第１ろう材による接合と第２ろう材による接合とを同時に実施可能となるため、接合体をより容易に製造できる。

【0015】

なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、接合体、基板保持装置、半導体製造装置、セラミックスヒータ、およびこれらを備える部品、およびこれらの製造方法等の形態で実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の実施形態としての接合体を備える基板保持部材の概略断面図である。

【図2】受電電極と第２給電ロッドとの接合についての説明図である。

【図3】第１ろう材および第２ろう材が異なる接合体の実施例１～６および比較例１～５の物性についての説明図である。

【図4】接合体の製造方法のフローチャートである。

【図5】セラミックス部材の製造方法のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0017】

＜実施形態＞
図１は、本発明の実施形態としての接合体１０を備える基板保持部材１００の概略断面図である。基板保持部材１００は、プラズマエッチングやイオン注入、電子ビーム露光等を行う半導体製造装置の一部である。基板保持部材１００は、半導体ウェハーＷ（以下、単に「ウェハーＷ」とも呼ぶ）の固定・平面度矯正・搬送等を行い、かつ、ウェハーＷを所定の温度に加熱する加熱装置として利用される。

【0018】

図１に示されるように、基板保持部材１００は、載置面１０ＦでウェハーＷを保持する接合体１０と、接合体１０の載置面１０Ｆの反対側に接続されている中空のシャフト２０と、を備えている。接合体１０は、セラミックスを含む受電電極（図１では不図示）を有するセラミックス部材１１と、セラミックス部材１１内に配置された抵抗発熱体１３と、受電電極に電力を供給するための導電性の第２給電ロッド（金属端子）１５と、を備えている。

【0019】

セラミックス部材１１は、例えばアルミナ、窒化アルミニウム、ＹＡＧ、窒化ケイ素、炭化ケイ素、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、イットリア、スピネル、ムライト、チタン酸カルシウム、チタン酸バリウムといったセラミックスにより形成されている。受電電極は、Ｗ（タングステン）とセラミックスとで形成されている。抵抗発熱体１３は、ビア導体（図１では不図示）と受電電極と第２給電ロッド１５とを介して電力が供給され、接合体１０が保持しているウェハーＷを加熱するためのヒータ電極として機能する。図１では分割して示されている抵抗発熱体１３は、電気的に直列に接続されている。なお、図１に示される矩形状の抵抗発熱体１３は、簡略化されて示されたものである。

【0020】

第２給電ロッド１５は、シャフト２０内に配置されて、一端が抵抗発熱体１３に接続されて、他端が図示されていないヒータ電源に接続されている。なお、図１では、第２給電ロッド１５と抵抗発熱体１３との接続の詳細について図示されていないが、接続の詳細については、受電電極およびビア導体の形状も合わせて、図２と共に説明する。

【0021】

図２は、受電電極１２と第２給電ロッド１５との接合についての説明図である。図２には、図１のＸ１部を拡大した概略断面図である。図２に示されるように、接合体１０は、受電電極１２と、受電電極１２と抵抗発熱体１３とを電気的に接続しているビア導体１４と、セラミックス部材１１と第２給電ロッド１５との間に配置された応力緩和部１６と、を備えている。応力緩和部１６は、セラミックス部材１１と第２給電ロッド１５とを電気的に接続する。図２に示されるように、応力緩和部１６は、第１ろう材１７を介して受電電極１２に接合されると共に、第２ろう材１８を介して第２給電ロッド１５に接合されている。なお、図２では、抵抗発熱体１３の図示を省略し、抵抗発熱体１３側のビア導体１４の一部の図示を省略している。

【0022】

本実施形態の応力緩和部１６は、Ｗを主成分とし、結合相としてＮｉ（ニッケル）と、鉄と、銅とを少なくとも一種類含むタングステン基焼結合金である。図２に示されるように、応力緩和部１６の一部は、セラミックス部材１１に凹むように形成された凹部１１Ｍに挿入されている。凹部１１Ｍおよび応力緩和部１６の中心軸ＯＬに対する横断面は、略円形状である。応力緩和部１６の横断面は凹部１１Ｍの横断面よりも小さいため、応力緩和部１６の側面１６Ｓと、凹部１１Ｍとの間には間隙が形成されている。

【0023】

受電電極１２は、凹部１１Ｍで一部が露出していて、第１ろう材１７により応力緩和部１６と接合されている。一方で、応力緩和部１６は、中心軸ＯＬに沿って第１ろう材１７の反対側の面で、第２ろう材１８により第２給電ロッド１５に接合されている。本実施形態の第２給電ロッド１５は、柔軟性のある純ニッケルで形成されている。

【0024】

本実施形態の第１ろう材１７は、引張強度が１００ＭＰａ以上の材料で形成されている。また、本実施形態の第２ろう材１８は、ヤング率が１５０ＧＰａ以下の材料で形成されている。第１ろう材１７および第２ろう材１８は、耐酸化性を有している。

【0025】

図３は、第１ろう材１７および第２ろう材１８が異なる接合体１０の実施例１～６および比較例１～５の物性についての説明図である。図３には、実施例１～６および比較例１～５における第１ろう材１７および第２ろう材１８の材質および物性と、強度試験の評価結果とが示されている。具体的には、第１ろう材１７および第２ろう材１８の材質として、合金名の規格（ＭＢＦ－６７（Ｎｉ系アモルファスろう材）、ＭＢＦ－６４（Ｎｉ系アモルファスろう材）、ＢＮｉ－７（ＪＩＳ規格）、ＢＮｉ－９（ＪＩＳ規格）、ＢＡｕ－４（ＪＩＳ規格））またはその他の記載（実施例５および比較例の第２ろう材）が示されている。図３には、第１ろう材１７および第２ろう材１８の材質に加えて、さらに、各材質の主成分および含有元素も示されている。ＭＢＦ－６７、ＭＢＦ－６４、ＢＮｉ－７、およびＢＮｉ－９は、いずれも主成分（５０％以上の成分）として、Ｎｉを含む合金である。また、ＢＡｕ－４は、主成分としてＡｕ（金）を含む合金である。なお、実施例５の第２ろう材１８は、ＢＡｕ－４に、活性金属としてのＴｉ（チタン）を１重量％添加した材質である。比較例３の第２ろう材１８は、Ａｕである。

【0026】

また、図３には、第１ろう材１７および第２ろう材１８の物性として、第１ろう材１７の液相出現温度および引張強度と、第２ろう材１８の液相出現温度およびヤング率と、が示されている。液相出現温度は、第１ろう材１７または第２ろう材を加熱した場合に、液相が出現し始める温度である。

【0027】

また、図３には、実施例１～６および比較例１～５に対する強度試験の評価結果として、第１ろう材１７および第２ろう材１８を用いてセラミックス部材１１と第２給電ロッド１５とを接合した場合のクラック発生の有無と、接合体１０に対する熱サイクル試験時のクラック発生の有無およびクラック伸展と、接合体１０に対する引張強度試験の結果と、接合体１０を大気中に放置した場合の耐酸化性の評価結果と、が示されている。

【0028】

ろう付け時のクラック発生の有無では、同条件で製造した複数のサンプルの内、クラックが全く発生していないサンプルを「○」と判定し、クラックの発生率が０％よりも高く５０％未満であるサンプルを「△」と判定し、クラックの発生率が５０％以上のサンプルを「×」と判定した。

【0029】

接合体１０に対する熱サイクル試験では、窒素雰囲気下で室温（２５℃）から７００℃までの昇温および降温を３００回行った。クラックの発生については、所定回数（例えば５０サイクル）毎に確認し、クラックの伸展については確認されたクラックが伸展しているか否かによって判定した。熱サイクル試験時のクラックの発生の評価については、ろう付け時の評価と同じである。クラックの伸展の評価については、確認されたクラックの伸展が２０％未満のサンプルを「○」と評価し、クラックの伸展が２０％以上のサンプルを「×」と判定した。なお、実施例１～５のサンプルについては、クラックの発生が確認されたなかったため、クラックの伸展は「－」と表示した。

【0030】

引張強度試験の評価では、ろう付け後のサンプルに対して、第２給電ロッド１５の長手方向としての中心軸ＯＬに沿って引張試験を行い、２０ｋｇｆの荷重を加えても第１ろう材１７および第２ろう材１８の接合が外れなかったサンプルを「○」と判定し、複数のサンプルの内の１つでも接合が外れたサンプルを「×」と判定した。

【0031】

耐酸化性試験の評価では、５５０℃の大気中に１０００時間放置した複数のサンプルにおいて、いずれのサンプルでも第２給電ロッド１５が外れなかった接合体１０を「○」と判定し、複数のサンプルのうちの一部のサンプルの第２給電ロッド１５が外れた接合体１０を「△」と判定し、評価した全てのサンプルで第２給電ロッド１５が外れた接合体１０「×」と判定した。

【0032】

図３に示されるように、実施例１～６の各接合体１０に用いられる第１ろう材１７の引張強度が１１０ＭＰａ以上であり、かつ、第２ろう材１８のヤング率が１５０ＧＰａ以下である。一方で、比較例１～６の各接合体では、第１ろう材１７の引張強度が１１０ＭＰａ未満の条件と、第２ろう材１８のヤング率が１５０ＧＰａを超える条件との少なくとも一方を満たしている。

【0033】

図３に示されるように、実施例１～５の接合体１０では、いずれのサンプルにもクラックが発生しておらず、かつ、引張強度試験の結果も良好である。さらに、実施例１～３および実施例５については、耐酸化性の評価結果も良好である。実施例６では、ろう付け時のクラック発生がなく、熱サイクル時でのクラック発生があるもののクラックの伸展がない。また、実施例６の引張強度試験の結果は良好である。さらに、実施例６の耐酸化性の評価結果も良好である。

【0034】

比較例１～５は、第１ろう材１７の引張強度が１００ＭＰａ未満の条件と、第２ろう材１８のヤング率が１５０ＧＰａよりも高い条件との少なくとも一方を満たしている。その結果、比較例２のサンプルでは、ろう付け時にクラックが発生しているサンプルがある。また、熱サイクル試験では、比較例１，２，４のサンプルの５０％以上でクラックが発生し、その内の比較例２，４では、発生したクラックが２０％以上伸展している。また、引張強度試験では、比較例２，３，５のサンプルでは、第１ろう材１７または第２ろう材１８の接合が外れている。さらに、耐酸化性試験では、比較例１，４，５のサンプルでは、５０％以上のサンプルで第２給電ロッド１５が外れてしまっている。

【0035】

図４は、接合体１０の製造方法のフローチャートである。図４に示される接合体１０の製造フローでは、初めに、受電電極１２を有するセラミックス部材１１が作製される（ステップＳ１０）。次に、作製されたセラミックス部材１１内の受電電極１２と、第２給電ロッド１５とが接合されて（ステップＳ２０）、接合体１０が製造される。

【0036】

図５は、セラミックス部材１１の製造方法のフローチャートである。図５に示されるように、セラミックス部材１１の製造フローでは、初めに、セラミックス部材１１の元となるグリーンシート用のスラリーが作製される（ステップＳ１１）。本実施形態では、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粉末１００重量部に、酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃（イットリア））粉末０．５重量部と、アクリル系バインダ２０重合部と、適量の分散剤および可塑剤とが加えられた混合物に、有機溶剤（例えばトルエン）が加えられる。この混合物が、ボールミルにて２０時間混合されることにより、グリーンシート用スラリーが作製される。

【0037】

キャスティング装置により、作製されたスラリーがシート上に成形され、乾燥させられてグリーンシートが作製される（ステップＳ１２）。作製されたグリーンシートに設けられた貫通孔に電極用ペーストが印刷されることにより、グリーンシートにビア導体１４が形成される（ステップＳ１３）。

【0038】

ビア導体１４が形成されたグリーンシートには、ヒータや分配等の電極パターンを有する受電電極１２が形成される（ステップＳ１４）。受電電極１２は、メタライズ層の印刷および貫通孔を設けた後のビアの印刷により形成される。メタライズ層の印刷に用いられるペーストは、例えば、ＷやＭｏの粉末と、窒化アルミニウム粉末と、アクリル系バインダと、テルピネオール等の有機溶剤とを混合したペーストである。なお、ペーストとして混合される窒化アルミニウム粉末の量は、ＷおよびＭｏの量に対して調整される。

【0039】

受電電極１２が形成された複数（例えば２０枚）のグリーンシートが積層されることにより、グリーンシート積層体（例えば厚さ８ｍｍ）が作製される（ステップＳ１５）。グリーンシート積層体は、複数のグリーンシートが圧着され、必要に応じて外周が切断されることにより作製される。グリーンシート積層体は、マシニングにより周囲が切削加工されて、円板状の成形体として作製される。

【0040】

作製された成形体の積層体は、４５０℃～６００℃の範囲で脱脂された後、焼成される（ステップＳ１６）。これにより、受電電極１２を有するセラミックス部材１１が作製され、セラミックス部材１１の製造フローが終了する。

【0041】

図４のステップＳ２０では、作製されたセラミックス部材１１の受電電極１２と応力緩和部１６との間に第１ろう材１７（例えばＭＢＦ－６７）を挟み、かつ、応力緩和部１６と第２給電ロッド１５との間に第２ろう材１８（例えばＢＡｕ－４）を挟んだ状態で、加熱されることによりろう付けによる接合が行われる（ステップＳ２０）。加熱条件としては、例えば、真空中において、１０分間（ｍｉｎ）～３０分間で９５０℃～１１５０℃で加熱する。

【0042】

なお、受電電極１２と応力緩和部１６との間、および、応力緩和部１６と第２給電ロッド１５との間に、ろう材を挟む代わりに、ろう材ペーストを塗布してもよい。また、第１ろう材１７および第２ろう材１８は、同じ加熱条件でろう付けされなくてもよく、例えば、第１ろう材１７がろう付けされた後に、異なる加熱条件で第２ろう材１８がろう付けされてもよい。図３に示される実施例５のろう付け接合では、第１段階として応力緩和部１６と第２給電ロッド１５とをろう付けした後に、第２段階として第１段階よりも低い温度で受電電極１２と応力緩和部１６とをろう付けしている。また、実施例６のろう付け接合では、第１段階として受電電極１２と応力緩和部１６とをろう付けした後に、第２段階として第１段階よりも低い温度で応力緩和部１６と第２給電ロッド１５とをろう付け接合している。

【0043】

以上説明したように、本実施形態の接合体１０は、セラミックス部材１１と第２給電ロッド１５との間に配置される応力緩和部１６を備えている。応力緩和部１６は、第１ろう材１７を介してセラミックス部材１１が有する受電電極１２に接合されると共に、第２ろう材１８を介して第２給電ロッド１５に接合されている。受電電極１２と第２給電ロッド１５との間に応力緩和部１６が装填されることにより、低熱膨張の受電電極１２と高熱膨張の第２給電ロッド１５との材質の違いに起因する熱膨張率の差によって生じる熱応力を減衰させることができる。また、表面電極１２と応力緩和部１６とを接合する第１ろう材１７は、受電電極１２が共在のセラミックスを有するため、セラミックス部材１１に対する濡れ性が悪いと、受電電極１２と応力緩和部１６との接合部に隙間を生じさせるおそれがある。接合部に隙間が生じると、セラミックス部材１１と応力緩和部１６とが十分に接合されず、十分な接合強度が得られない場合がある。それに対し、本実施形態の第１ろう材１７の引張強度が１００ＭＰａ以上であるため、受電電極１２と応力緩和部１６との接合に十分な強度が得られる。また、応力緩和部１６と第２給電ロッド１５間の接合材に高ヤング率のろう材を用いられると、応力緩和部１６と第２給電ロッド１５との熱膨張の差によって、図３の比較例１，２，４に示されるように、熱サイクル試験時にろう材にクラックが発生して接合体１０が破損するおそれがある。それに対し、本実施形態の第２ろう材１８のヤング率は、１５０ＧＰａ以下であるため、図３の実施例１～６に示されるように、熱サイクル試験時におけるろう材にクラックの発生および伸展を抑制できる。すなわち、本実施形態によれば、より高強度で、第２ろう材１８のクラックによる破損の少ない接合体１０を提供できる。

【0044】

また、第２ろう材１８のヤング率が低すぎると、図３に示される比較例３のように、第２ろう材１８に変形が起こりやすく引張強度が低下する可能性がある。それに対し、本実施形態の第２ろう材１８のヤング率は、実施例１～６に示されるように１１０ＭＰａ（＞９０ＭＰａ）以上である。そのため、本実施形態の接合体１０が、より高い引張強度を有することができる。

【0045】

また、実施例１～６の第１ろう材１７は、Ｎｉを主成分とするため、より高い強度を有している。その結果、本実施形態の接合体１０は、より高い引張強度を有すると共に、ろう付け時および熱サイクル試験時の接合体１０に対するクラックの発生および伸展を抑制できる。

【0046】

また、実施例１～５の第１ろう材１７の材質（ＭＢＦ－６７、ＭＢＦ－６４、ＢＮｉ－７）はＰ（リン）を含んでいるため、第１ろう材１７の液相出現温度が低下する。そのため、実施例１～５の接合体１０の製造において、より低い温度で受電電極１２と応力緩和部１６とを接合できるため、接合体１０を製造しやすくなる。

【0047】

また、実施例１～６の第１ろう材１７の材質（ＭＢＦ－６７、ＭＢＦ－６４、ＢＮｉ－７、ＢＮｉ－９）はＣｒ（クロム）を含んでいるため、第１ろう材１７の強度および高温耐酸化性が向上する。そのため、本実施形態の接合体１０は、長時間大気中に放置された場合の第２給電ロッド１５の外れを抑制できる。

【0048】

また、実施例１～６の第２ろう材１８は、Ａｕを主成分とするため、ヤング率が低く、柔軟性を有する。その結果、本実施形態の接合体１０は、耐クラック性を有する。

【0049】

また、Ａｕを主成分とする実施例１～４の第２ろう材１８は、Ｎｉを含んでいるため、Ｎｉを含んでいない比較例３の第２ろう材よりも液相出現温度が低くなる。このように、第２ろう材１８の液相出現温度が低くなることにより、第１ろう材１７による接合と第２ろう材１８による接合とを実施可能となるため、接合体１０をより容易に製造できる。

【0050】

＜本実施形態の変形例＞
本発明は上記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態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

【0051】

上記実施形態では接合体１０の一例について説明したが、接合体１０は、セラミックス部材１１と第２給電ロッド１５との間に配置される応力緩和部１６を備え、第１ろう材１７の引張強度が１００ＭＰａ以上、かつ、第２ろう材１８のヤング率が１５０ＧＰａ以下の範囲で種々変形可能である。例えば、セラミックス部材１１、第２給電ロッド１５、応力緩和部１６、第１ろう材１７、および第２ろう材１８の形状および材質については変形可能である。接合体１０の載置面１０Ｆには、ウェハーＷを保持しやすいような加工が施されていてもよい。

【0052】

図３に示される実施例１～６の各パラメータは、接合体１０の一例であり、例えば、第１ろう材１７の材質については、引張強度が１００ＭＰａ以上の範囲で変形可能である。また、第２ろう材１８の材質についても、ヤング率が１５０ＧＰａ以下の範囲で変形可能である。実施例１～６の内、第１ろう材１７の引張強度が最小の実施例２では、引張強度が１１０ＭＰａであったが、変形例の第１ろう材１７の引張強度は、例えば１００ＭＰａであってもよい。また、実施例１～６の内、第２ろう材１８のヤング率が最大の実施例５では、ヤング率が１３０ＭＰａであったが、変形例の第２ろう材１８のヤング率は、例えば１５０ＧＰａであってもよい。なお、第２ろう材１８のヤング率は、１３０ＧＰａ以下がより好ましい。また、第２ろう材１８のヤング率は、９０ＧＰａ以上がより好ましい。

【0053】

第２給電ロッド１５は、低熱膨張の鉄－ニッケル－コバルト合金（コバール：登録商標）であってもよいし、ニッケル－リンめっきした銅で形成されていてもよい。第２給電ロッド１５は、ニッケル－リンめっきした銅で形成されると、低抵抗かつ非磁性で、柔軟性および耐酸化性を有し、濡れを促進させる。また、第２給電ロッド１５の材質として、純銅が用いられてもよい。

【0054】

第１ろう材１７と第２ろう材１８との少なくとも一方は、中心軸ＯＬに対する横断面に加えて、応力緩和部１６の側面１６Ｓに回り込んでいてもよいし、横断面の一部に接合していてもよい。第１ろう材１７および第２ろう材１８による接合部は、応力緩和部１６等の形状に応じて変化してもよい。例えば、受電電極１２は、凹部１１Ｍに形成されずに、板状のセラミックス部材１１の表面に、一部が露出するように形成されてもよい。応力緩和部１６および第２給電ロッド１５の横断面は、円形状である必要はなく、矩形状であってもよいし、一方が矩形状で、他方が円形状であってもよい。

【0055】

接合体１０を備える基板保持部材１００は、接合体１０を備える範囲で種々変形可能である。例えば、基板保持部材１００は、シャフト２０を備えていなくてもよい。

【0056】

以上、実施形態、変形例に基づき本態様について説明してきたが、上記した態様の実施の形態は、本態様の理解を容易にするためのものであり、本態様を限定するものではない。本態様は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本態様にはその等価物が含まれる。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することができる。

【符号の説明】

【0057】

１０…接合体
１０Ｆ…載置面
１１…セラミックス部材
１１Ｍ…凹部
１２…受電電極
１３…抵抗発熱体
１４…ビア導体
１５…第２給電ロッド（金属端子）
１６…応力緩和部
１６Ｓ…応力緩和部の側面
１７…第１ろう材
１８…第２ろう材
２０…シャフト
１００…基板保持部材
ＯＬ…中心軸
Ｗ…ウェハー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】