陶瓷接合体、陶瓷接合体的接合方法和陶瓷结构体技术

本发明专利技术的目的是提供有效地应用于具有电热板等的半导体制造－检查装置的陶瓷接合体和陶瓷结构体，本发明专利技术提供陶瓷接合体和陶瓷之间接合的方法，在陶瓷体之间接合形成的接合体中，在一个陶瓷体和另一个陶瓷体接合界面上，形成平均直径大于构成陶瓷体的陶瓷颗粒的平均颗粒直径同时小于等于２０００μｍ的粗气孔。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及陶瓷接合体和陶瓷接合体的接合方法以及陶瓷结构体，特别涉及用于光-通讯领域的温度控制元件、电热板(陶瓷加热器)或静电吸盘、接受器等半导体制造-检查装置的基板例如内部装有电导体的陶瓷基板，以及在此基板的底面上接合陶瓷制筒形部件的陶瓷结构体。
技术介绍
在具有蚀刻装置或化学蒸镀装置等的半导体制造-检查装置中，目前一直使用不锈钢或铝合金等的金属制基板的加热器或静电吸盘等。例如金属制基板的加热器存在以下问题。该问题在于基板是金属的，所以该基板的厚度必须在15mm左右。这是因为，用薄的金属板时，加热产生的热膨胀会造成翘曲、畸变等，装载在金属板上的硅片会产生破损或倾斜。另一方面，对于所述基板，增加其厚度，则加热器的重量增加，体积变大。再者，金属制基板的加热器通过改变加在电阻发热体上的电压或电流量控制硅片等被加热物的被加热一侧的面的(以下称加热面)温度时，由于厚度厚，基板的温度不能迅速随电压或电流量的改变而改变，存在难以进行温度控制的问题。对于这个问题，现已在特开平4-324276号公报等中提出用导热率高、强度大的如氮化铝等非氧化物陶瓷构成的电热板(陶瓷加热器)取代所述金属制基板的方案。该电热板的陶瓷基板中具有由电阻发热体和钨构成的通孔，钎焊镍铬电热丝作为外部接头。由于在这样的陶瓷制电热板中，使用了高温下机械强度大的陶瓷基板，所以基板的厚度可以变薄，同时可以减小热容，从而具有可以使基板温度迅速随电压或电流量变化而改变的优点。此外，如特开平2000-114355号公报所述，这样的电热板中，可以采用使圆筒形陶瓷和圆板形陶瓷通过耐热性粘接剂或陶瓷接合层等进行接合，或者在接合面涂敷含有接合辅助剂的溶液进行接合，采取保护外部接头等接线的方法，避免在制造半导体工序中使用的活性气体和卤素气体等造成的损害。此外作为陶瓷的接合方法还有特许第2783980号公报公开的方法。可是，在通过耐热性粘接剂或陶瓷接合层等接合陶瓷制圆筒和圆板形陶瓷板的方法中，将该接合体用于电热板的情况下，由于耐蚀性不够，如果长时间一直暴露在活性气体和卤素气体等中，则导致接合部分被腐蚀而不能使用，此外有时陶瓷颗粒脱落后附着在硅片上，成为产生微粒的原因。此外由于热冲击使圆板形陶瓷裂开的话，存在裂纹扩展到陶瓷筒，直至接线或连接接线的装置部分被腐蚀的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能有效用于光-通讯领域的温度控制元件、具有电热板等的半导体制造-检查装置的陶瓷接合体和陶瓷结构体。本专利技术的另外一个目的是提供一种在半导体制造-检查时，即使长时间暴露在腐蚀性气体中，陶瓷之间的接合部分也不被腐蚀、微粒也不会产生的陶瓷接合体和陶瓷结构体。本专利技术的另外一个目的是提供一种热冲击造成的一个陶瓷裂纹不进展成要接合的其它陶瓷的裂纹的陶瓷接合体和陶瓷结构体。本专利技术的另外一个目的是提供一种可以使陶瓷接合体之间接合实现上述目的的方法。鉴于现有技术中存在的上述问题，专利技术者对解决此问题进行了认真研究，结果对这些问题点有如下发现，与在陶瓷接合界面形成致密的结构(特许第2783980号)相比，相反地，积极地在陶瓷界面引入大量粗气孔，形成空隙度的情况下，可以有效防止活性气体造成的接合界面的侵蚀，而且可以有效地防止热冲击造成一个陶瓷体产生的裂纹进展到与其接合的其它陶瓷体上。此外还发现这样的接合结构不仅可以应用于半导体制造-检查装置，也可以应用于各种陶瓷制品，从而完成了本专利技术。通过本专利技术还发现抑制从一个陶瓷体向其它陶瓷体的热传导，具有可以使一个陶瓷体温度降低止于最小的限度的效果。也就是本专利技术第1方案提供了陶瓷接合体，其特征是，在陶瓷体之间接合形成的接合体中，在一个陶瓷体和其它陶瓷体的接合界面上形成气孔。具体地说，本专利技术优选在一个陶瓷体上接合其它陶瓷体形成的陶瓷接合体中，在所述的一个陶瓷接合体和所述的其它陶瓷接合体的接合界面上，设置有接合辅助剂层，同时在此接合辅助剂层上形成气孔的方式；或在一个陶瓷体上接合其它陶瓷体形成的陶瓷接合体中，构成各陶瓷体的陶瓷颗粒中，存在于接合界面的陶瓷颗粒中至少部分由跨越该接合界面并侵入到对方陶瓷体中的生长颗粒构成，同时在该接合界面上形成气孔的方式。本专利技术中，优选所述气孔的断面形状是扁平的。此外，优选所述气孔是大小为2000μm或2000μm以下的粗气孔。本专利技术提供的第2方案的陶瓷接合体的特征是，陶瓷体之间接合形成的接合体中，在一个陶瓷体和其它陶瓷体的接合界面上，形成平均直径比构成陶瓷体的陶瓷颗粒的平均颗粒直径的1/2大、而且大小为2000μm或2000μm以下的粗气孔。具体地说，本专利技术优选在一个陶瓷体上接合其它陶瓷体形成的陶瓷接合体中，在这些陶瓷体的接合界面上设有接合辅助剂层，同时在所述接合辅助剂层上，形成平均直径比构成陶瓷体的陶瓷颗粒平均颗粒直径的1/2大、而且大小为2000μm或2000μm以下的粗气孔的方式，或在一个陶瓷体上接合其它陶瓷体形成的陶瓷接合体中，构成各陶瓷体的陶瓷颗粒中，存在于接合界面的陶瓷颗粒中至少部分由跨越该接合界面并相互侵入到对方陶瓷体中的生长颗粒构成，同时在该接合界面上形成平均直径比构成陶瓷体的陶瓷颗粒平均颗粒直径的1/2大、而且大小为2000μm或2000μm以下的粗气孔的方式。本专利技术提供的第3方案的陶瓷接合体的特征是，在陶瓷体之间接合形成的接合体中，在一个陶瓷体和其它陶瓷体的接合界面上，形成平均直径比构成陶瓷体的陶瓷颗粒平均颗粒直径大、而且大小为2000μm或2000μm以下的粗气孔。具体地说，本专利技术优选在一个陶瓷体上接合其它陶瓷体形成的陶瓷接合体中，在所述的一个陶瓷体和所述的其它陶瓷体的接合界面上，设有接合辅助剂层，同时在该接合辅助剂层上形成平均直径比构成陶瓷体的陶瓷颗粒平均颗粒直径大、而且大小为2000μm或2000μm以下的粗气孔的方式，或在一个陶瓷体上接合其它陶瓷体形成的陶瓷接合体中，构成各陶瓷体的陶瓷颗粒中，存在于接合界面的陶瓷颗粒中至少部分由跨越此接合界面并相互侵入到对方陶瓷体中的生长颗粒构成，同时在该接合界面上形成平均直径比构成陶瓷体的陶瓷颗粒平均颗粒直径大、而且大小为2000μm或2000μm以下的粗气孔的方式。本专利技术中，在接合界面形成的所述粗气孔与陶瓷体中的开气孔或闭气孔不同，优选在一个陶瓷体表面和其它陶瓷体表面及因颗粒长大生成的陶瓷生长颗粒之间形成可以进入气体的空隙，为了在接合界面上形成这样的粗气孔，优选使该陶瓷体的各接合面的面粗糙度在JIS B0601Rmax＝0.1μm或0.1μm以上，本专利技术适用于光-通讯领域的温度控制元件、半导体制造-检查装置、特别是电热板(陶瓷加热器)、静电吸盘、接受器等，优选为装入等离子CVD、溅射装置等使用的结构体。本专利技术提供的第4方案的陶瓷结构体的特征是在内部形成电导体的陶瓷基板与陶瓷体接合形成的陶瓷结构体中，所述陶瓷基板和所述陶瓷体的接合界面上形成气孔。具体地说，本专利技术优选在内部形成电导体的陶瓷基板与陶瓷体接合形成的陶瓷结构体中，在陶瓷基板和陶瓷体的接合界面上，设置有接合辅助剂，同时在所述接合辅助剂层上形成气孔的方式，或在内部形成电导体的陶瓷基板与陶瓷体接合形成的陶瓷结构体中，构成陶瓷基板和陶瓷体的陶瓷颗粒中的陶瓷颗粒中至少部分由跨越所述接合界面并相互侵入到对方陶瓷基本文档来自技高网...

【技术保护点】
陶瓷接合体，其特征在于，陶瓷体之间接合形成的接合体中，在一个陶瓷体与其它陶瓷体的接合界面上形成气孔。

【技术特征摘要】
JP 2001-7-19 220385/20011.陶瓷接合体，其特征在于，陶瓷体之间接合形成的接合体中，在一个陶瓷体与其它陶瓷体的接合界面上形成气孔。2.陶瓷接合体，其特征在于，在一个陶瓷体上接合其它陶瓷体形成的陶瓷接合体中，在所述一个陶瓷体与所述的其它陶瓷体的接合界面上有接合辅助剂层，同时在所述接合辅助剂层上形成气孔。3.陶瓷接合体，其特征在于，在一个陶瓷体上接合其它陶瓷体形成的陶瓷接合体中，构成所述各陶瓷体的陶瓷颗粒中存在于接合界面的陶瓷颗粒中至少部分由跨越所述接合界面并相互侵入到对方陶瓷体中的生长颗粒构成，同时在所述接合界面上形成气孔。4.如权利要求1、2或3所述的陶瓷接合体，其中所述气孔是大小为2000μm或2000μm以下的粗气孔。5.陶瓷接合体，其特征在于，陶瓷体之间接合形成的接合体中，在一个陶瓷体与其它陶瓷体的接合界面上，形成平均直径比构成陶瓷体的陶瓷颗粒平均颗粒直径的1/2大、而且大小为2000μm或2000μm以下的粗气孔。6.陶瓷接合体，其特征在于，在一个陶瓷体上接合其它陶瓷体形成的陶瓷接合体中，在所述一个陶瓷体与所述其它陶瓷体的接合界面上有接合辅助剂层，同时在所述接合辅助剂层上形成平均直径比构成陶瓷体的陶瓷颗粒平均颗粒直径的1/2大、而且大小为2000μm或2000μm以下的粗气孔。7.陶瓷接合体，其特征在于，在一个陶瓷体上接合其它陶瓷体形成的陶瓷接合体中，构成所述各陶瓷体的陶瓷颗粒中存在于接合界面的陶瓷颗粒中至少部分由跨越所述接合界面并相互侵入到对方陶瓷体中的生长颗粒构成，同时在所述接合界面上形成平均直径比构成陶瓷体的陶瓷颗粒平均颗粒直径的1/2大、而且大小为2000μm或2000μm以下的粗气孔。8.陶瓷接合体，其特征在于，陶瓷体之间接合形成的接合体中，在一个陶瓷体与其它陶瓷体的接合界面上形成平均直径比构成陶瓷体的陶瓷颗粒平均颗粒直径大、而且大小为2000μm或2000μm以下的粗气孔。9.陶瓷接合体，其特征在于，在一个陶瓷体上接合其它陶瓷体形成的陶瓷接合体中，在所述一个陶瓷体与所述其它陶瓷体的接合界面上有接合辅助剂层，同时在所述接合辅助剂层上形成平均直径比构成陶瓷体的陶瓷颗粒平均颗粒直径大、而且大小为2000μm或2000μm以下的粗气孔。10.陶瓷接合体，其特征在于，在一个陶瓷体上接合其它陶瓷体形成的陶瓷接合体中，构成所述各陶瓷体的陶瓷颗粒中存在于接合界面的陶瓷颗粒中至少部分由跨越所述接合界面并相互侵入到对方陶瓷体中的生长颗粒构成，同时在所述接合界面上形成平均直径比构成陶瓷体的陶瓷颗粒平均颗粒直径大、而且大小为2000μm或2000μm以下的粗气孔。11.如权利要求10所述的陶瓷复合体，其特征在于，在接合界面形成的所述粗气孔与陶瓷体中的开气孔或闭气孔不同，是由一个陶瓷体表面、另一个陶瓷体表面和因颗粒长大生成的生长颗粒形成的空隙。12.如权利要求8、9或10所述的陶瓷接合体，所述陶瓷基板的接合面的面粗糙度为JIS B0601 Rmax大于等于0.1μm。13.陶瓷结构体，其特征在于，内部形成导体的陶瓷基板和接合陶瓷体形成的陶瓷结构体中，在所述陶瓷基板和所述陶瓷体的接合界面上形成气孔。14.陶瓷结构体，其特征在于，内部形成导体的陶瓷基板和接合陶瓷体形成的陶瓷结构体中，在所述陶瓷基板和所述陶瓷体的接合界面上有接合辅助剂层，同时在所述接合辅助剂层上形成气孔。15.陶瓷结构体，其特征在于，内部...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊藤康隆，尾崎淳，
申请(专利权)人：揖斐电株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]