接合构造及半导体制造装置制造方法及图纸

提供一种高可靠性的接合构造及具有该接合构造的半导体制造装置，该接合构造具有埋设在陶瓷构件中的金属端子和与外部连接、或从外部供给电力的金属连接构件。实施方式中的半导体用基座１，由氮化铝构成，具有带孔的陶瓷构件４、由钼构成的埋设在陶瓷构件４中的端子３、插入到孔中的与端子３连接的由钼构成的连接构件５、连接端子３和连接构件５的焊料接合层６，焊料接合层６只由金（Ａｕ）构成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及接合构造及半导体制造装置。具体地，本专利技术涉及向埋设在陶 瓷构件中的金属端子上接合连接构件的构造，具有向埋设的电极提供电力的连 接构件的接合构造以及具有该接合构造的半导体制造装置。
技术介绍
在蚀刻装置或CVD装置等的半导体制造装置领域中，使用陶资构件中埋 设电极的静电夹头等半导体用基座。例如在氮化铝或细密质铝基材中埋设电极 作为用于发生等离子的放电电极的半导体用基座，在氮化铝、或铝基材中埋设 金属电阻体(加热器)的CVD等热处理工序中作为用于控制晶片温度的陶瓷 加热器的半导体用基座。另外，在半导体晶片的运送、曝光、CVD、溅射等 的成模工序和细微加工、清洗、蚀刻、切割等工序中，用于吸附及保持半导体 晶片的作为静电夹头的半导体用基座中也埋设电极。这些装置中，氮化铝等的陶瓷基材中埋设的电极和连接构件需要电连接。 连接部分暴露于高温和低温的热循环中。需要在这样的条件下，也要能保持长 时间的高接合强度和良好的电连接。作为解决该课题的方法，虽然已经提出了几种技术(例如，参照专利文献 1),但在某些用途中还残留需要解决的问题。例如作为半导体制造装置的半导体用基座的电极连接部的制造中，连接构 件和陶瓷构件中埋设的端子，通过焊料接合层相互连接。陶瓷构件中埋设的端 子由钼(Mo)构成时，需要的焊料接合层主要使用Au (金)-Ni (铌)合金 料，但具有接合后变脆弱、容易破断的问题。作为解决该问题的方法，加厚焊 料接合层(200 ja m以上较稳妥)，用Cr (铬)层防止Ni扩散却不十分理想。连接构件上设螺钉孔，螺钉孔中拧入给连接构件供电的供电构件。这样连 接构件和供电构件可以连接。所以，向连接构件中狞入的供电构件施加过剩的 扭矩时，连接构件和陶乾构件中埋设的端子之间的连接部分受到负荷，发生连接部分破损的问题。再有，固定陶瓷构件和与陶瓷构件接触的其他部件时，在陶瓷构件中设沉孔，并且在设有阴螺紋的金属部件上钎焊铝(Al)焊料。Al焊料的熔点低， 所以在400。C以上的温度下接合强度下降，所以不可用。综上所述，需要一种接合连接构件和陶瓷构件中埋设的端子的高可靠性的 接合构造、具有该接合构造的半导体制造装置及半导体用基座。专利文献1专利第379000号公报
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高可靠性的接合构造及具有该接合构造的半导 体制造装置，该接合构造具有埋设在陶瓷构件中的金属端子和与外部连接、或 从外部供给电力的金属连接构件。本专利技术的目的是提供在400。C以上的高温下 也能维持接合强度的高可靠性的具有螺钉孔的接合构造。本专利技术的第1特征是一种接合构造，具有由氮化铝构成的设有孔的陶瓷构 件；埋设在所述陶资构件中且露在孔底面的由钼构成的端子；与所述端子露出 面接触的只由金(Au)构成的焊料接合层；插入到所述孔中且通过所述焊料 接合层与所述端子连接的由钼构成的连接构件。本专利技术的第2特征是，具有第1特征中接合构造的半导体制造装置。通过本专利技术，提供一种高可靠性的接合构造及具有该接合构造的半导体制 造装置，该接合构造具有埋设在陶瓷构件中的金属端子和与外部连接、或从外 部供给电力的金属连接构件。根据本专利技术提供在400。C以上高温下也能维持接 合强度的高可靠性的具有螺钉孔的接合构造。 附图说明图1 (a)表示第1实施方式中半导体用基座纵向切断而得的截面大致图， 图1 (b)表示平行于第1实施方式中的半导体用基座陶瓷构件的主面的方向 切断而得的截面大致图。图2表示第1实施方式中半导体用基座的制造工程图。图3 (a) (b)表示，第1实施方式中半导体用基座的制造工程图。图4表示第1实施方式中半导体用基座的制造工程图。图5 (a)表示第2实施方式中半导体用基座纵向切断而得的截面大致图，5图5 (b)表示平行于第2实施方式中半导体用基座陶乾构件的主面的方向切断而得的截面大致图。图6表示第2实施方式中半导体用基座的制造工程图。 图7 (a) (b)表示第2实施方式中半导体用基座的制造工程图。 图8 (a) (b)表示第2实施方式中半导体用基座的制造工程图。 图9 (a) (b)表示第2实施方式中半导体用基座的制造工程图。 图IO表示半导体用基座的制造工程图。图11 (a)表示变形例1的半导体用基座纵向切断而得的截面大致图，图11 (b)表示平行于变形例1的半导体用基座陶瓷构件的主面的方向切断而得 的截面大致图。图12 (a)表示变形例2的半导体用基座纵向切断而得的截面大致图，图12 (b)表示平行于变形例2的半导体用基座陶覺构件的主面的方向切断而得 的截面大致图。图13 (a)表示变形例3的半导体用基座纵向切断而得的截面大致图，图13 (b)表示平行于变形例3的半导体用基座陶瓷构件的主面的方向切断而得 的A1A2截面大致图，图13 (c)表示平行于变形例3的半导体用基座陶瓷构 件的主面的方向切断而得的B1B2截面大致图。图14表示半导体用基座连接构件的接合强度测定的概念图。图15 (a)表示没有间隙的半导体用基座纵向切断而得的截面大致图，图的截面大致图。图16 ( a ) ( b )表示连接构件5和焊料接合层6的接合界限附近的截面照片。图17 ( a )表示图16的领域SI中连接构件5和焊料接合层6的接合界限 附近的连接构件5的元素分析结果，图17 (b)表示图16的领域S2中焊料接 合层6的元素分析结果，图17 ( c )表示图16的领域S3中焊料接合层6和端 子3的接合界限附近的端子3的元素分析结果。(符号说明) 1:...半导体用基座2:...力口热电阻体3:…端子3a:…第1主面3b:…第2主面4:…陶乾构件4a:".孔4b: …底面4c:…第1空间4d:…内侧面5:...连接构件5ei'…沟槽5b…键部5c…缺ct部6:…焊料接合层8:…夹具9:...拉钩件10…封条11…半导体用基座20…焊料箔51…本体部51a:…外侧面52:…端部52a:…外侧面52b:…接合面71、 72:…间隙Sl:...领域S2:...领域S3:…领域具体实施例方式下面以实施方式为例说明本专利技术，但本专利技术不局限于以下实施方式。对图 中具有相同功能或类似功能的，用相同或类似的符号，而省大致说明。 〈第1实施方式〉 (半导体用基座(接合构造))图1 (a)表示第1实施方式中纵向切断半导体用基座而得到的断面大致到的断面大致图。通过对第1实施方式中半导体用基座的说明，也可以对接合 构造、具有接合构造的半导体装置进行说明。实施方式中的半导体用基座1,由氮化铝组成，具有陶瓷构件4，端子3， 连接于端子3的连接构件5，以及连接端子3和连接构件5的焊料接合层6。陶瓷构件4的表面形成孔4a。陶瓷构件4的内部埋设加热电阻体2。加热 电阻体2构成导电体层。加热电阻体2平行埋设于陶资构件4的表面。端子3由与陶瓷构件4热膨胀系数大致相同的高熔点金属组成。端子3 由钼构成。端子3埋设在孔4a的底部。端子3具有第1主面3a和第2主面 3b。端子3的第1主面3a露在孔4a的底面，第2主面3b与加热电阻体2电 连接。焊料接合层6只由金(Au )构成。焊料接合层6与作为端子3露出面的 第1主面3a连接。连接构件5插入到孔4a，通过焊料接合层6与端子3连接。连接构件5 由和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种接合构造，其特征在于，具有：　由氮化铝构成的设有孔的陶瓷构件；　埋设在所述陶瓷构件中且具有露在所述孔底面的露出面，并由钼构成的端子；　与所述端子露出面连接的、只由金（Ａｕ）构成的焊料接合层；　插入到所述孔中，且通 过所述焊料接合层与所述端子连接的、由钼构成的连接构件。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：藤井知之，中村太一，竹林央史，
申请(专利权)人：日本碍子株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]