JP2020152606A - Joined body and manufacturing method of joined body - Google Patents

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Abstract

To provide a new joined body using a ceramic material excellent in processability.SOLUTION: A joined body includes a first component constituted of machinable ceramic, a second component constituted of a material selected from the group consisting of machinable ceramic, fine ceramic and a metallic material, and a joint layer for joining the first component and the second component.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本願発明は、複数の部品が接合された接合体に関する。 The present invention relates to a bonded body in which a plurality of parts are joined.

従来、窒化アルミニウム質セラミックスからなる複数の基材の間に、少なくとも窒化アルミニウム質セラミックスと融材とを含有する接合剤を設け、融材の融点以上の温度範囲で接合剤を加熱することで、窒化アルミニウム質セラミックス基材の接合体を製造する方法が考案されている(特許文献1参照)。 Conventionally, a bonding agent containing at least aluminum nitride ceramics and a flux is provided between a plurality of base materials made of aluminum nitride ceramics, and the bonding agent is heated in a temperature range equal to or higher than the melting point of the melt. A method for producing a bonded body of an aluminum nitride ceramic base material has been devised (see Patent Document 1).

特許第3604888号公報Japanese Patent No. 3604888

しかしながら、前述の窒化アルミニウム質セラミックス基材は、切削による加工が難しいファインセラミックスであり、切削速度やチッピング(欠け)の観点から接合体を製造した後の複雑な加工が困難であった。 However, the above-mentioned aluminum nitride ceramic base material is a fine ceramic that is difficult to process by cutting, and it is difficult to perform complicated processing after manufacturing the bonded body from the viewpoint of cutting speed and chipping (chip).

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、加工性に優れたセラミックス材料を用いた新たな接合体を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to provide a new bonded body using a ceramic material having excellent workability.

上記課題を解決するために、本発明のある態様の接合体は、マシナブルセラミックスで構成された第1の部品と、マシナブルセラミックス、ファインセラミックスおよび金属材料からなる群から選択された材料で構成された第2の部品と、第1の部品と第2の部品とを接合する接合層と、を有する。接合層は、セラミックス材料を含む絶縁材料である。 In order to solve the above problems, the bonded body of a certain aspect of the present invention is composed of a first component made of machinable ceramics and a material selected from the group consisting of machinable ceramics, fine ceramics and metal materials. It has a second component, and a bonding layer for joining the first component and the second component. The bonding layer is an insulating material including a ceramic material.

マシナブルセラミックスは、一般的なファインセラミックスと比較して加工が容易である。そこで、この態様によると、複数の部品の少なくとも一つをマシナブルセラミックスで構成することで、部品や接合体を作製する段階で複雑な形状を実現しなくても、接合体を作製してから加工ができるため、様々な形状のセラミックス部品の製造が可能となる。 Machinable ceramics are easier to process than general fine ceramics. Therefore, according to this aspect, by forming at least one of the plurality of parts with machinable ceramics, even if a complicated shape is not realized at the stage of manufacturing the parts or the joint, the joint is manufactured. Since it can be processed, it is possible to manufacture ceramic parts having various shapes.

マシナブルセラミックスは、曲げ強度が800MPa以下、ヤング率が250GPa以下、ビッカース硬度が10GPa以下である材料からなってもよい。このような特性を有するマシナブルセラミックスは、加工時の単位時間当たりの研削量(加工レート)が大きく、複雑な形状のウエハ支持体であっても効率良く生産できる。また、部品を単純な形状のブロックとして作製してから、所望の形状に切削加工することで、例えば、複雑な形状のウエハ支持体を製造できる。 The machinable ceramic may be made of a material having a bending strength of 800 MPa or less, a Young's modulus of 250 GPa or less, and a Vickers hardness of 10 GPa or less. Machinable ceramics having such characteristics have a large grinding amount (processing rate) per unit time during processing, and even a wafer support having a complicated shape can be efficiently produced. Further, for example, a wafer support having a complicated shape can be manufactured by manufacturing a part as a block having a simple shape and then cutting the component into a desired shape.

マシナブルセラミックスは、窒化硼素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化ジルコニウム、窒化珪素および炭化珪素からなる群より選択された窒化硼素を必須とする少なくとも二つ以上の材料からなる焼結体であってもよい。窒化硼素は、被削性に優れており、窒化硼素を必須成分とするマシナブルセラミックスを用いることで加工レートを大きくできる。また、内部に異種材料である導電部材が内包された部品の場合、部品と導電部材の物性の違いによっては温度変化に対して内部応力が生じる。あるいは、構造体とした場合、部分的な温度の差によって熱応力が生じる。例えば、ウエハ支持体の外周部と中心部の温度差によって熱応力が生じる。しかしながら、窒化硼素は、優れた耐熱衝撃性を有しているため、部品が割れにくくなる。 Machinable ceramics may be a sintered body made of at least two or more materials that require boron nitride selected from the group consisting of boron nitride, aluminum oxide, aluminum nitride, zirconium oxide, silicon nitride and silicon carbide. Good. Boron nitride has excellent machinability, and the processing rate can be increased by using machinable ceramics containing boron nitride as an essential component. Further, in the case of a component containing a conductive member which is a different material inside, an internal stress is generated with respect to a temperature change depending on the difference in physical properties between the component and the conductive member. Alternatively, in the case of a structure, thermal stress is generated due to a partial temperature difference. For example, thermal stress is generated by the temperature difference between the outer peripheral portion and the central portion of the wafer support. However, since boron nitride has excellent thermal shock resistance, the parts are less likely to crack.

マシナブルセラミックスは、窒化硼素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、窒化珪素、炭化珪素および窒化アルミニウムのセラミックス成分の合計を100質量%とした場合に、窒化硼素を10〜80質量%含有してもよい。マシナブルセラミックスは、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、窒化珪素、炭化珪素および窒化アルミニウムからなる群から選択された少なくとも一つ以上の材料を20〜90質量%含有してもよい。 The machinable ceramics may contain 10 to 80% by mass of boron nitride when the total of the ceramic components of boron nitride, aluminum oxide, zirconium oxide, silicon nitride, silicon carbide and aluminum nitride is 100% by mass. The machinable ceramic may contain 20 to 90% by mass of at least one material selected from the group consisting of aluminum oxide, zirconium oxide, silicon nitride, silicon carbide and aluminum nitride.

接合層は、希土類酸化物(例えば、酸化イットリウムや酸化イッテルビウム)、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムまたは酸化珪素からなる群より選択された少なくとも二つ以上の材料を含む接合剤が用いられていてもよい。これにより、マシナブルセラミックスで構成された部品に対して十分な接合強度が得られる。 As the bonding layer, a bonding agent containing at least two or more materials selected from the group consisting of rare earth oxides (for example, yttrium oxide or ytterbium oxide), aluminum oxide, magnesium oxide or silicon oxide may be used. As a result, sufficient bonding strength can be obtained for parts made of machinable ceramics.

接合剤は、酸化イットリウムを25〜65質量%、酸化アルミニウムおよび酸化マグネシウムの少なくとも一方の材料を1〜50質量%、および残部に酸化珪素を含有していてもよい。これにより、マシナブルセラミックスで構成された部品に対して十分な接合強度が得られる。 The bonding agent may contain yttrium oxide in an amount of 25 to 65% by mass, at least one of aluminum oxide and magnesium oxide in an amount of 1 to 50% by mass, and silicon oxide in the balance. As a result, sufficient bonding strength can be obtained for parts made of machinable ceramics.

接合層は、融点が1600℃以下である接合剤を有してもよい。 The bonding layer may have a bonding agent having a melting point of 1600 ° C. or lower.

接合層は、厚みが10〜100μmであってもよい。これにより、接合体の接合強度が向上し、接合部での気密性が向上する。 The bonding layer may have a thickness of 10 to 100 μm. As a result, the joint strength of the joint is improved, and the airtightness at the joint is improved.

第1の部品は、ウエハが搭載される搭載面を有する板状部品であり、第2の部品は、第1の部品の搭載面と反対側に設けられている柱状部品であってもよい。これにより、比較的複雑な形状のウエハ支持体を製造できる。 The first component may be a plate-shaped component having a mounting surface on which the wafer is mounted, and the second component may be a columnar component provided on the side opposite to the mounting surface of the first component. As a result, a wafer support having a relatively complicated shape can be manufactured.

本発明の別の態様は、接合体の製造方法である。この方法は、マシナブルセラミックスで構成された第1の部品と、マシナブルセラミックス、ファインセラミックスおよび金属材料からなる群から選択された材料で構成された第2の部品との接合面に接合剤を塗布し、不活性雰囲気中において1400〜1600℃に加熱し、該接合面に作用する圧力が所定の値以下の状態で第1の部品と第2の部品とを接合する。接合面に作用する圧力は、各部品に損傷が発生しない程度の圧力、例えば3MPa以下であり、安定的に接合処理作業ができるといった観点で1.5MPa以下が好ましい。一方、接合強度を確保するといった観点では接合面に0.01MPa以上の圧力が作用した状態で第1の部品と第2の部品とを接合することが好ましい。 Another aspect of the present invention is a method for producing a conjugate. In this method, a bonding agent is applied to the joint surface between the first part made of machinable ceramics and the second part made of a material selected from the group consisting of machinable ceramics, fine ceramics and metal materials. It is applied and heated to 1400 to 1600 ° C. in an inert atmosphere, and the first component and the second component are joined in a state where the pressure acting on the joint surface is equal to or less than a predetermined value. The pressure acting on the joint surface is a pressure that does not cause damage to each component, for example, 3 MPa or less, and is preferably 1.5 MPa or less from the viewpoint of stable joining treatment work. On the other hand, from the viewpoint of ensuring the joint strength, it is preferable to join the first component and the second component in a state where a pressure of 0.01 MPa or more is applied to the joint surface.

この態様によると、比較的実現しやすいプロセス条件で接合体を製造できる。 According to this aspect, the conjugate can be produced under relatively easy-to-realize process conditions.

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。また、上述した各要素を適宜組み合わせたものも、本件特許出願によって特許による保護を求める発明の範囲に含まれうる。 It should be noted that any combination of the above components and the conversion of the expression of the present invention between methods, devices, systems and the like are also effective as aspects of the present invention. Further, an appropriate combination of the above-mentioned elements may be included in the scope of the invention for which protection by the patent is sought by the present patent application.

本発明によれば、加工性に優れたセラミックス材料を用いた新たな接合体を実現できる。 According to the present invention, it is possible to realize a new bonded body using a ceramic material having excellent workability.

本実施の形態に係るウエハ支持体の概略断面図である。It is the schematic sectional drawing of the wafer support which concerns on this embodiment. 本実施の形態に係るウエハ支持体の上面図である。It is a top view of the wafer support which concerns on this embodiment. 本実施の形態に係る接合体の製造方法を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the manufacturing method of the bonded body which concerns on this Embodiment. 所定形状の接合体から、本実施の形態に係るウエハ支持体が削り出される様子を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating how the wafer support which concerns on this Embodiment is carved out from the joint body of a predetermined shape. 4点曲げ強度試験を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating a four-point bending strength test. 水没法による気密性評価を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the airtightness evaluation by the submersion method.

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted as appropriate.

(ウエハ支持体)
以下の実施の形態では、接合体を加工した製品としてウエハ支持体を挙げて説明する。ウエハ支持体は、シリコンウエハ等の半導体基板を支持できればよく、吸着機構や加熱機構を備えていてもよい。例えば、ウエハ支持体は、単にウエハを搭載するサセプタであってもよい。また、ウエハ支持体は、搭載されたウエハに対して吸着力を生じる静電チャックや、ウエハを加熱するヒータであってもよい。また、ウエハ支持体が支持する対象物は、主にウエハであるが、その他の部材や部品を支持するものであってもよい。
(Wafer support)
In the following embodiment, the wafer support will be described as a product obtained by processing the bonded body. The wafer support may be provided with a suction mechanism or a heating mechanism as long as it can support a semiconductor substrate such as a silicon wafer. For example, the wafer support may simply be a susceptor on which the wafer is mounted. Further, the wafer support may be an electrostatic chuck that generates an attractive force with respect to the mounted wafer or a heater that heats the wafer. Further, the object supported by the wafer support is mainly a wafer, but other members and parts may be supported.

本実施の形態では、ウエハ支持体がヒータ付きの静電チャックである場合を一例に説明する。図1は、本実施の形態に係るウエハ支持体の概略断面図である。図2は、本実施の形態に係るウエハ支持体の上面図である。 In the present embodiment, a case where the wafer support is an electrostatic chuck with a heater will be described as an example. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a wafer support according to the present embodiment. FIG. 2 is a top view of the wafer support according to the present embodiment.

本実施の形態に係るウエハ支持体10は、マシナブルセラミックスからなる基材12と、基材12に少なくとも一部が内包された導電部材14,16と、を有する。基材12は、ウエハWが搭載される搭載面18aを有する支持部18と、支持部18の搭載面18aと反対側に設けられている柱状部20と、を有している。本実施の形態に係る支持部18(第1の部品)は円板状であり、柱状部20(第2の部品)は円筒状であり、支持部18と柱状部20とが接合層22を介して接合されている。 The wafer support 10 according to the present embodiment includes a base material 12 made of machinable ceramics, and conductive members 14 and 16 in which at least a part of the base material 12 is enclosed. The base material 12 has a support portion 18 having a mounting surface 18a on which the wafer W is mounted, and a columnar portion 20 provided on the side opposite to the mounting surface 18a of the support portion 18. The support portion 18 (first component) according to the present embodiment has a disk shape, the columnar portion 20 (second component) has a cylindrical shape, and the support portion 18 and the columnar portion 20 form a bonding layer 22. It is joined through.

導電部材14は、基材12の搭載面18aにウエハWを固定するための吸着力を発生させる電流が流れる静電チャック電極14a,14bとして機能する。また、導電部材16は抵抗加熱体16aとして機能する。なお、本実施の形態に係るウエハ支持体10において、導電部材14,16は、焼結体である基材12の支持部18に埋設されている。そのため、導電部材14,16は、焼成の段階で原料粉末の内部に配置されている必要があり、焼成温度で溶けないような高融点金属であることが好ましい。例えば、導電部材の材料としては、モリブデン、タングステン、タンタル等の高融点金属や、それらを二種以上含む合金が好ましい。 The conductive member 14 functions as electrostatic chuck electrodes 14a and 14b through which a current for generating an attractive force for fixing the wafer W on the mounting surface 18a of the base material 12 flows. Further, the conductive member 16 functions as a resistance heating element 16a. In the wafer support 10 according to the present embodiment, the conductive members 14 and 16 are embedded in the support portion 18 of the base material 12 which is a sintered body. Therefore, the conductive members 14 and 16 need to be arranged inside the raw material powder at the firing stage, and are preferably high melting point metals that do not melt at the firing temperature. For example, as the material of the conductive member, refractory metals such as molybdenum, tungsten, and tantalum, and alloys containing two or more of them are preferable.

また、図1に示すように、ウエハ支持体10は、チャンバ側に露出する搭載面18aから柱状部20の内部を通過して外部のガス供給源(不図示)まで繋がっているガス導入口18bが形成されている。ガス導入口18bは、搭載面18aに吸着されたウエハWを裏面側から冷却するガスを供給するためのものである。ガス導入口18bから搭載面18a側に流入したガスは、放射状の溝18c(図2参照)によってウエハWの裏面側全体に供給される。 Further, as shown in FIG. 1, the wafer support 10 passes through the inside of the columnar portion 20 from the mounting surface 18a exposed on the chamber side and is connected to an external gas supply source (not shown) 18b. Is formed. The gas introduction port 18b is for supplying gas for cooling the wafer W adsorbed on the mounting surface 18a from the back surface side. The gas that has flowed into the mounting surface 18a from the gas introduction port 18b is supplied to the entire back surface side of the wafer W by the radial grooves 18c (see FIG. 2).

(マシナブルセラミックス)
本発明者は、ウエハ支持体に適した材料を見出すために鋭意検討した結果、加工性がよい(快削性を有する)いわゆるマシナブルセラミックスからなる焼結体が好ましいことを見出した。
(Machinable ceramics)
As a result of diligent studies to find a material suitable for the wafer support, the present inventor has found that a sintered body made of so-called machinable ceramics having good workability (having free-cutting property) is preferable.

マシナブルセラミックスは、一般的なファインセラミックス、例えば酸化アルミニウム、窒化珪素、窒化アルミニウム、炭化珪素等と比較して、機械加工が容易である。つまり、マシナブルセラミックスにおいては、セラミックスの加工で問題になるチッピングと呼ばれる欠けが発生しにくく、複雑な加工が可能となる。また、マシナブルセラミックスの加工時の研削量(加工レート)は、ファインセラミックスの加工時の研削量の数倍から数十倍であり、効率のよい加工が可能である。 Machinable ceramics are easier to machine than general fine ceramics such as aluminum oxide, silicon nitride, aluminum nitride, and silicon carbide. That is, in machinable ceramics, chipping called chipping, which is a problem in ceramics processing, is unlikely to occur, and complicated processing becomes possible. In addition, the grinding amount (machining rate) during processing of machinable ceramics is several to several tens of times the grinding amount during machining of fine ceramics, and efficient machining is possible.

マシナブルセラミックスはセラミックス成分となる複数の原料化合物が混合されている複合材であり、例えば、炭化珪素(SiC)の配合割合によって、体積抵抗率を調整できる。その結果、クーロン型やジョンソンラーベック型といった静電チャックの吸着機構のどちらにも対応できる。また、ヒータの場合は炭化珪素を添加しないことで絶縁体として使用できる。 Machinable ceramics is a composite material in which a plurality of raw material compounds as ceramic components are mixed, and the volume resistivity can be adjusted by, for example, the blending ratio of silicon carbide (SiC). As a result, it can be applied to both the adsorption mechanism of the electrostatic chuck such as the Coulomb type and the Johnson Raebeck type. Further, in the case of a heater, it can be used as an insulator by not adding silicon carbide.

更に主成分の一つに窒化硼素(BN)が挙げられているが、一般的な酸化アルミニウム(Al)、窒化珪素(Si)、窒化アルミニウム(AlN)、炭化珪素(SiC)に比べ優れた耐熱衝撃性を有しており、製品であるウエハ支持体になった際、割れによる破損を防止することができる。 Furthermore, although boron nitride (BN) is mentioned as one of the main components, general aluminum oxide (Al 2 O 3 ), silicon nitride (Si 3 N 4 ), aluminum nitride (Al N), and silicon carbide (SiC) are mentioned. ), It has excellent thermal shock resistance, and when it becomes a product wafer support, it can prevent damage due to cracking.

本実施の形態係るマシナブルセラミックスは、窒化硼素、酸化ジルコニウム、窒化珪素および炭化珪素からなる群より選択された窒化硼素を必須とする少なくとも二つ以上の材料からなる焼結体である。窒化硼素は、被削性にも優れており、窒化硼素を必須成分とするマシナブルセラミックスを用いることで加工レートを大きくできる。また、基材の内部に異種材料である導電部材が内包された部品の場合、部品(基材)と導電部材の物性の違いによっては温度変化に対して内部応力が生じる。あるいは、構造体とした場合、部分的な温度の差によって熱応力が生じる。例えば、ウエハ支持体の外周部と中心部の温度差によって熱応力が生じる。しかしながら、窒化硼素は、優れた耐熱衝撃性を有しているため、部品が割れにくくなる。 The machinable ceramic according to the present embodiment is a sintered body made of at least two or more materials that require boron nitride selected from the group consisting of boron nitride, zirconium oxide, silicon nitride, and silicon carbide. Boron nitride is also excellent in machinability, and the processing rate can be increased by using machinable ceramics containing boron nitride as an essential component. Further, in the case of a part in which a conductive member which is a different material is contained inside the base material, an internal stress is generated against a temperature change depending on the difference in physical properties between the part (base material) and the conductive member. Alternatively, in the case of a structure, thermal stress is generated due to a partial temperature difference. For example, thermal stress is generated by the temperature difference between the outer peripheral portion and the central portion of the wafer support. However, since boron nitride has excellent thermal shock resistance, the parts are less likely to crack.

本実施の形態に係るマシナブルセラミックスは、窒化硼素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、窒化珪素、炭化珪素および窒化アルミニウムのセラミックス成分の合計を100質量%とした場合に、窒化硼素を10〜80質量%含有しているとよい。また、マシナブルセラミックスは、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、窒化珪素、炭化珪素および窒化アルミニウムからなる群から選択された少なくとも一つ以上の材料を20〜90質量%含有しているとよい。また、マシナブルセラミックスは、窒化珪素を0〜80質量%含有したり、酸化ジルコニウムを0〜80質量%含有したり、炭化珪素を0〜40質量%含有したりしていてもよい。 The machinable ceramics according to the present embodiment contains 10 to 80% by mass of boron nitride when the total of the ceramic components of boron nitride, aluminum oxide, zirconium oxide, silicon nitride, silicon carbide and aluminum nitride is 100% by mass. It is good to contain it. Further, the machinable ceramics preferably contain 20 to 90% by mass of at least one material selected from the group consisting of aluminum oxide, zirconium oxide, silicon nitride, silicon carbide and aluminum nitride. Further, the machinable ceramics may contain silicon nitride in an amount of 0 to 80% by mass, zirconium oxide in an amount of 0 to 80% by mass, or silicon carbide in an amount of 0 to 40% by mass.

また、本実施の形態に係るマシナブルセラミックスは、焼結助剤成分を含有している。焼結助剤は、窒化珪素や窒化硼素の焼結に使用されているものから選択することができる。好ましい焼結助剤は酸化アルミニウム(Al:アルミナ)、酸化マグネシウム(MgO:マグネシア)、酸化イットリウム(Y:イットリア)、およびランタノイド金属の酸化物から得られた1種若しくは2種以上である。より好ましくはアルミナとイットリアの混合物、若しくはこれに更にマグネシアを添加した混合物、若しくはイットリアとマグネシアの混合物等である。 Further, the machinable ceramics according to the present embodiment contain a sintering aid component. The sintering aid can be selected from those used for sintering silicon nitride and boron nitride. Preferred sintering aids are one or two obtained from oxides of aluminum oxide (Al 2 O 3 : alumina), magnesium oxide (MgO: magnesia), yttrium oxide (Y 2 O 3 : ittoria), and lanthanoid metals. More than a seed. More preferably, it is a mixture of alumina and yttria, a mixture obtained by further adding magnesia, or a mixture of yttria and magnesia.

焼結助剤成分の配合量は、セラミックス成分の合計を100質量%とした場合に、外掛けで1〜25質量%、特に3〜25質量%の範囲とすることが望ましい。焼結助剤成分の配合量が1質量%以上、好ましくは3質量%以上であれば、緻密化しやすくなり、焼結体の密度不足や機械的特性の低下を抑制できる。一方、焼結助剤成分の配合量が25質量%以下であれば、強度の低い粒界相が低減されることで、機械的強度の低下や粒界相の増加による加工性の低下が抑制できる。 The blending amount of the sintering aid component is preferably in the range of 1 to 25% by mass, particularly 3 to 25% by mass, when the total of the ceramic components is 100% by mass. When the blending amount of the sintering aid component is 1% by mass or more, preferably 3% by mass or more, it becomes easy to densify, and it is possible to suppress insufficient density of the sintered body and deterioration of mechanical properties. On the other hand, when the blending amount of the sintering aid component is 25% by mass or less, the low-strength grain boundary phase is reduced, so that the decrease in mechanical strength and the decrease in workability due to the increase in the grain boundary phase are suppressed. it can.

なお、窒化硼素は、被削性に優れるものの強度特性が悪い。したがって、焼結体中に粗大な窒化硼素が存在すると、それが破壊起点となって、加工時のカケ、割れ発生要因となる。このような粗大な窒化硼素粒子を形成しないためには、原料粉末を微粉にすることが有効である。主原料粉末、特に窒化硼素の原料粉末は平均粒径1μm未満のものを使用することが望ましい。窒化硼素は、六方晶系(h−BN)低圧相のものや立方晶系(c−BN)高圧相のものなどが存在するが、快削性の観点では六方晶系の窒化硼素が好ましい。また、加工性の観点では、窒化硼素が多いほど、また、窒化珪素が少ないほど好ましい。また、機械的強度やヤング率は、窒化硼素が多いほど、また、窒化珪素が少ないほど低くなる。 Boron nitride has excellent machinability but poor strength characteristics. Therefore, if coarse boron nitride is present in the sintered body, it becomes a fracture starting point and causes chipping and cracking during processing. In order not to form such coarse boron nitride particles, it is effective to make the raw material powder into fine powder. It is desirable to use the main raw material powder, particularly the raw material powder of boron nitride, having an average particle size of less than 1 μm. As the boron nitride, there are a hexagonal (h-BN) low-pressure phase and a cubic (c-BN) high-pressure phase, and hexagonal boron nitride is preferable from the viewpoint of free-cutting property. From the viewpoint of workability, it is preferable that the amount of boron nitride is large and the amount of silicon nitride is small. Further, the mechanical strength and Young's modulus decrease as the amount of boron nitride increases and the amount of silicon nitride decreases.

マシナブルセラミックスとしては、例えば、BN含有窒化珪素系セラミックス(「ホトベールII」、「ホトベールII-k70」:株式会社フェローテックセラミックス製)が挙げられる。なお、ホトベールII-k70の組成は、窒化硼素が38.5質量%、窒化珪素が54.1質量%、イットリアが5.5質量%、マグネシア1.9質量%である。このBN含有窒化珪素系セラミックスは、曲げ強度が800MPa以下、ヤング率が250GPa以下、ビッカース硬度が10GPa以下である。このような特性を有するマシナブルセラミックスは、加工時の単位時間当たりの研削量(加工レート)が大きく、複雑な形状のウエハ支持体であっても効率良く生産できる。また、部品を単純な形状のブロックとして作製してから、所望の形状に切削加工することで、複雑な形状のウエハ支持体を製造できる。 Examples of the machinable ceramics include BN-containing silicon nitride-based ceramics (“Hotvale II”, “Hotvale II-k70”: manufactured by Ferrotec Ceramics Co., Ltd.). The composition of Photober II-k70 is 38.5% by mass of boron nitride, 54.1% by mass of silicon nitride, 5.5% by mass of yttria, and 1.9% by mass of magnesia. This BN-containing silicon nitride-based ceramic has a bending strength of 800 MPa or less, a Young's modulus of 250 GPa or less, and a Vickers hardness of 10 GPa or less. Machinable ceramics having such characteristics have a large grinding amount (processing rate) per unit time during processing, and even a wafer support having a complicated shape can be efficiently produced. Further, a wafer support having a complicated shape can be manufactured by manufacturing a part as a block having a simple shape and then cutting the component into a desired shape.

(焼結体の製造方法)
まず、後述する各実施例や各比較例の配合量に応じて、窒化硼素、酸化ジルコニウム、窒化珪素および炭化珪素等のセラミックス成分となる主原料粉末と、セラミックス成分の合計を100質量%とした場合に、3〜25質量%の焼結助剤粉末と、を混合して原料粉末を調製する。この混合は、例えば、湿式ボールミル等により行うことができる。
(Manufacturing method of sintered body)
First, the total of the main raw material powder as a ceramic component such as boron nitride, zirconium oxide, silicon nitride and silicon carbide and the ceramic component was set to 100% by mass according to the blending amount of each Example and each Comparative Example described later. In some cases, a raw material powder is prepared by mixing with 3 to 25% by mass of a sintering aid powder. This mixing can be performed by, for example, a wet ball mill or the like.

次に、原料粉末または成型体あるいはその両方を高温加圧下で成形し、焼成することで焼結体が作製される。なお、原料粉末または成型体の一部を焼結体に置き換えてもよい。この焼成は、例えば、ホットプレス装置を用いて行うことができる。なお、ヒータのための抵抗加熱体や静電チャックの電極を焼結体の内部に設けるためには、ホットプレス装置に原料粉末、成型体または焼結体を充填する際に、焼成後に導電体となる板状、メッシュ状、コイル状の部材や導電ペーストを所定位置に配置(埋設)すればよい。なお、導電体の形状は特に限定されない。ホットプレスは、非酸化性雰囲気である例えば窒素雰囲気中で行うが、加圧窒素中で行ってもよい。あるいは、アルゴン雰囲気で行ってもよい。ホットプレス温度は例えば、1300〜1950℃の範囲である。温度が低すぎると焼結が不十分となり、高すぎると主原料の熱分解が起こるようになる。加圧力は20〜50MPaの範囲内が適当である。ホットプレスの持続時間は温度や寸法にもよるが、通常は1〜4時間程度である。高温加圧焼結は、HIP(ホットアイソスタティクプレス)により行うこともできる。この場合の焼結条件も、当業者であれば適宜設定できる。これにより、焼結体からなる複数の部品が製造される。 Next, the raw material powder, the molded product, or both are molded under high temperature and pressure and fired to produce a sintered body. The raw material powder or a part of the molded body may be replaced with a sintered body. This firing can be performed using, for example, a hot press device. In order to provide the resistance heating element for the heater and the electrode of the electrostatic chuck inside the sintered body, when the hot press device is filled with the raw material powder, the molded body or the sintered body, the conductor is used after firing. A plate-shaped, mesh-shaped, coil-shaped member or conductive paste to be used may be arranged (embedded) at a predetermined position. The shape of the conductor is not particularly limited. The hot press is performed in a non-oxidizing atmosphere such as a nitrogen atmosphere, but may be performed in pressurized nitrogen. Alternatively, it may be carried out in an argon atmosphere. The hot press temperature is, for example, in the range of 1300 to 1950 ° C. If the temperature is too low, sintering will be insufficient, and if it is too high, thermal decomposition of the main raw material will occur. The pressing force is appropriately in the range of 20 to 50 MPa. The duration of the hot press depends on the temperature and dimensions, but is usually about 1 to 4 hours. High temperature pressure sintering can also be performed by HIP (hot isostatic press). Sintering conditions in this case can also be appropriately set by those skilled in the art. As a result, a plurality of parts made of a sintered body are manufactured.

図3は、本実施の形態に係る接合体の製造方法を説明するための模式図である。図3に示すように、マシナブルセラミックスで構成された第1の部品24の表面の一部に、スラリー状の接合剤22aを塗布し、第2の部品26を組み付け、全体を乾燥する。その後、不活性雰囲気中で、所定の温度で熱処理が行われ、接合体28が製造される。具体的には、窒素雰囲気中において1400〜1600℃に加熱し、接合面に作用する圧力が1.5MPa以下の状態で第1の部品24と第2の部品26とを接合する。これにより、比較的実現しやすいプロセス条件で接合体を製造できる。 FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a method for manufacturing a bonded body according to the present embodiment. As shown in FIG. 3, a slurry-like bonding agent 22a is applied to a part of the surface of the first component 24 made of machinable ceramics, the second component 26 is assembled, and the whole is dried. Then, the heat treatment is performed at a predetermined temperature in the inert atmosphere to produce the bonded body 28. Specifically, the first component 24 and the second component 26 are joined in a state where the pressure acting on the joint surface is 1.5 MPa or less by heating to 1400 to 1600 ° C. in a nitrogen atmosphere. As a result, the bonded body can be manufactured under relatively easy-to-realize process conditions.

その後、接合体を所望の形状に加工し、ウエハ支持体が製造される。本実施の形態に係るマシナブルセラミックスは、高強度で高マシナブル性(快削性)を有するので、複雑な微細加工が工業的に現実的な時間で可能である。図4は、所定形状(柱状)の接合体28から、本実施の形態に係るウエハ支持体10が削り出される様子を説明するための模式図である。 After that, the bonded body is processed into a desired shape to manufacture a wafer support. Since the machinable ceramics according to the present embodiment have high strength and high machinability (free-cutting property), complicated microfabrication can be performed in an industrially realistic time. FIG. 4 is a schematic view for explaining how the wafer support 10 according to the present embodiment is carved out from the joint body 28 having a predetermined shape (columnar shape).

図4に示すように、本実施の形態に係る接合体28は、直径Lが300〜450mm、厚みdが100〜300mm程度の柱状の部材である。このように単純な形状であれば、ホットプレス装置において複雑な型を用いずに済み、均一で緻密な焼結体からなる接合体を作製できる。その後、切削機械を用いて領域R1〜R3を順次切削することで、所望の形状のウエハ支持体が作製される。第2の部品26と第1の部品24は同一の直径Lでなくてもよい。例えば、第2の部品26よりも第1の部品24の直径Lを小さくすることで、領域R2を切削することなく所望の形状が得られる。あるいは、各部品を所定の形状に切削してから接合してもよい。 As shown in FIG. 4, the joint body 28 according to the present embodiment is a columnar member having a diameter L of about 300 to 450 mm and a thickness d of about 100 to 300 mm. With such a simple shape, it is not necessary to use a complicated mold in the hot press apparatus, and a bonded body made of a uniform and dense sintered body can be produced. Then, the regions R1 to R3 are sequentially cut using a cutting machine to produce a wafer support having a desired shape. The second component 26 and the first component 24 do not have to have the same diameter L. For example, by making the diameter L of the first part 24 smaller than that of the second part 26, a desired shape can be obtained without cutting the region R2. Alternatively, each part may be cut into a predetermined shape and then joined.

前述のように、本実施の形態に係るマシナブルセラミックスは加工レートが大きいため、非常に硬く加工レートが小さい一般的なファインセラミックスと比較して、短時間で多くの領域を削ることができる。つまり、ホットプレス装置における焼成によって部品を作製する段階で複雑な形状を実現しなくても、接合体を作製してから加工ができるため、様々な形状のウエハ支持体の製造が可能となる。 As described above, since the machinable ceramics according to the present embodiment have a high processing rate, many regions can be cut in a short time as compared with general fine ceramics which are very hard and have a small processing rate. That is, it is possible to manufacture wafer supports having various shapes because the joints can be processed and then processed without realizing a complicated shape at the stage of producing the parts by firing in the hot press apparatus.

また、ウエハ支持体は、半導体プロセスのような高真空環境下で使用されることが多く、ウエハ支持体を介したリークを抑えることが重要である。特に、ウエハ支持体が、ウエハを搭載する支持部と、その他の部分(シャフト、管、フランジ等)とが別部品で構成されている場合、部品同士を接合処理した箇所からのリークが問題となる。また、金属ろう付け等、金属を使用した接合では高真空環境下で接合材料が蒸発しやすく、半導体への汚染が問題となる。そこで、本実施の形態に係るウエハ支持体は、第1の部品と第2の部品とを接合する接合剤を工夫している。 Further, the wafer support is often used in a high vacuum environment such as a semiconductor process, and it is important to suppress leakage through the wafer support. In particular, when the wafer support is composed of separate parts for the support part on which the wafer is mounted and other parts (shaft, pipe, flange, etc.), leakage from the part where the parts are joined is a problem. Become. Further, in bonding using metal such as metal brazing, the bonding material easily evaporates in a high vacuum environment, and contamination of semiconductors becomes a problem. Therefore, in the wafer support according to the present embodiment, a bonding agent for joining the first component and the second component is devised.

接合剤は、酸化イットリウム、酸化イッテルビウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムまたは酸化珪素(シリカ:SiO)からなる群より選択された少なくとも二つ以上の材料を含んでいる絶縁材料であるとよい。これにより、マシナブルセラミックスで構成された部品に対して十分な接合強度が得られる。また、接合体の内部に導電部材を埋設した場合であっても電気的なリークも生じない。なお、ランタンやセリウムといった希土類元素の酸化物を接合剤に用いてもよい。 The bonding agent may be an insulating material containing at least two or more materials selected from the group consisting of yttrium oxide, ytterbium oxide, aluminum oxide, magnesium oxide or silicon oxide (silica: SiO 2 ). As a result, sufficient bonding strength can be obtained for parts made of machinable ceramics. Further, even when the conductive member is embedded inside the joint, no electrical leak occurs. Oxides of rare earth elements such as lanthanum and cerium may be used as the bonding agent.

接合剤は、酸化イットリウムを25〜65質量%、酸化アルミニウムおよび酸化マグネシウムの少なくとも一方の材料を1〜50質量%、および残部に酸化珪素を含有しているとよい。これにより、マシナブルセラミックスで構成された部品に対して十分な接合強度が得られる。また、接合剤は、融点が1600℃以下であるとよい。これにより、接合の際の加熱温度を抑えられる。接合層は、厚みが10〜100μmであるとよい。これにより、接合体の接合強度が向上し、接合部での気密性が向上する。接合層の厚みが10μm未満であると十分な接合強度が得られない。一方、接合層の厚みが100μmを超えると接合層からリークが生じる可能性が高くなる。 The bonding agent may contain yttrium oxide in an amount of 25 to 65% by mass, at least one of aluminum oxide and magnesium oxide in an amount of 1 to 50% by mass, and silicon oxide in the balance. As a result, sufficient bonding strength can be obtained for parts made of machinable ceramics. Further, the bonding agent preferably has a melting point of 1600 ° C. or lower. As a result, the heating temperature at the time of joining can be suppressed. The thickness of the bonding layer is preferably 10 to 100 μm. As a result, the joint strength of the joint is improved, and the airtightness at the joint is improved. If the thickness of the bonding layer is less than 10 μm, sufficient bonding strength cannot be obtained. On the other hand, if the thickness of the bonding layer exceeds 100 μm, the possibility of leakage from the bonding layer increases.

なお、本実施の形態では、第1の部品および第2の部品のいずれもがマシナブルセラミックスで構成された接合体について説明したが、第2の部品がファインセラミックスや金属材料であってもよい。このように、特性の異なる2つの部品を接合することで、例えば、第1の部品は静電チャックやヒータに適した材料を選択し、第2の部品は機械的強度に優れた材料を選択することができる。 In the present embodiment, the joint body in which both the first component and the second component are made of machinable ceramics has been described, but the second component may be fine ceramics or a metal material. .. By joining two parts with different characteristics in this way, for example, the first part selects a material suitable for an electrostatic chuck or a heater, and the second part selects a material having excellent mechanical strength. can do.

[実施例]
次に、各実施例や各参考例、各比較例に係る接合体の特性について説明する。各実施例等におけるセラミックス成分の含有量は表1に示すとおりである。なお、表1には示していないが、各実施例等に係る接合基材1、2には、セラミックス成分以外に適量の焼結助剤成分も含まれている。

Figure 2020152606
[Example]
Next, the characteristics of the bonded body according to each example, each reference example, and each comparative example will be described. The contents of the ceramic components in each example and the like are as shown in Table 1. Although not shown in Table 1, the bonding base materials 1 and 2 according to the examples and the like contain an appropriate amount of a sintering aid component in addition to the ceramic component.
Figure 2020152606

(4点曲げ強度試験による接合強度)
図5は、4点曲げ強度試験を説明するための模式図である。接合基材1(第1の部品24)と接合基材2(第2の部品26)とを接合層22によって接合し、接合体28とした後に切断し、所定形状の直方体の試験片30を作製した。試験片30の両端近傍を下方から支持した状態で、接合層22を挟んだ両側の領域に上方から荷重をかけ、破断したときの荷重から接合強度を算出する。
(Joint strength by 4-point bending strength test)
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining a four-point bending strength test. The bonding base material 1 (first component 24) and the bonding base material 2 (second component 26) are bonded by the bonding layer 22, formed into a bonded body 28, and then cut to form a rectangular parallelepiped test piece 30 having a predetermined shape. Made. With the vicinity of both ends of the test piece 30 supported from below, a load is applied from above to the regions on both sides of the joint layer 22, and the joint strength is calculated from the load when the test piece 30 is broken.

表1に示すように、実施例1〜9に係る接合体では、接合基材1と接合基材2とが接合層を介して接合されている。一方、参考例1、2、比較例1、3〜5、7に係る接合基材同士では、接合できなかった(または試験片として加工できなかった)。また、実施例1〜9に係る接合体では、40MPa以上の接合強度が得られた。 As shown in Table 1, in the bonded bodies according to Examples 1 to 9, the bonding base material 1 and the bonding base material 2 are bonded via a bonding layer. On the other hand, the bonded base materials according to Reference Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1, 3 to 5 and 7 could not be bonded (or could not be processed as a test piece). Further, in the bonded bodies according to Examples 1 to 9, a bonded strength of 40 MPa or more was obtained.

また、実施例1に係る接合体と比較例1に係る接合体とは、セラミックス成分や接合剤の組成は同じであるが、焼成温度が異なる。比較例1に係る接合体の焼成(接合)温度は1300℃であり、この温度では、接合体として接合できなかった(または試験片として加工できなかった)。比較例2に係る接合体の焼成(接合)温度は1700℃であり、この温度では、30MPaの接合強度しか得られなかった。一方、実施例1や実施例2に係る接合体の焼成温度は、1400〜1600℃であり、113MPa以上の接合強度が得られた。 Further, the bonded body according to Example 1 and the bonded body according to Comparative Example 1 have the same ceramic components and the composition of the bonding agent, but have different firing temperatures. The firing (bonding) temperature of the bonded body according to Comparative Example 1 was 1300 ° C., and at this temperature, the bonded body could not be bonded (or processed as a test piece). The firing (bonding) temperature of the bonded body according to Comparative Example 2 was 1700 ° C., and at this temperature, only a bonding strength of 30 MPa was obtained. On the other hand, the firing temperature of the bonded bodies according to Examples 1 and 2 was 1400 to 1600 ° C., and a bonded strength of 113 MPa or more was obtained.

また、実施例8に係る接合体は、接合剤にイットリアが含まれておらず、接合強度が43MPaと他の実施例に係る接合体と比較して小さな値である。また、実施例9に係る接合体は、接合剤に希土類元素の一つであるイッテルビウムが含まれており、接合強度が193MPaと大きな値である。 Further, the bonded body according to Example 8 does not contain yttria in the bonding agent, and the bonding strength is 43 MPa, which is a small value as compared with the bonded body according to other examples. Further, in the bonded body according to Example 9, ytterbium, which is one of the rare earth elements, is contained in the bonding agent, and the bonding strength is as large as 193 MPa.

(水没法による気密性評価)
図6は、水没法による気密性評価を説明するための模式図である。気密性の評価は、一辺20mmの立方体形状の2つの接合基材32、34を接合層22を介して接合した接合体28を作製する。次に、超硬製ドリルを使用して接合層22を貫通する位置までφ3mmの穴36を明ける。その後、穴36に外部から0.2MPaの圧力で空気を送り、接合体28を水中38に水没させ、接合層22の部分から気泡が発生するか確認した。表1に示すように、実施例1〜実施例7、9に係る接合体では、気泡の発生が見られず、十分な気密性を有することがわかった。一方、実施例8や比較例2、6に係る接合体では、気泡の発生が見られ、気密性が不十分であった。なお、参考例1、2、比較例1、3〜5、7に係る接合基材同士では、接合ができなかったため、評価は未実施である。
(Evaluation of airtightness by submersion method)
FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the airtightness evaluation by the submersion method. For the evaluation of airtightness, a bonded body 28 is produced in which two bonding base materials 32 and 34 having a cube shape with a side of 20 mm are bonded via a bonding layer 22. Next, a hole 36 having a diameter of 3 mm is drilled to a position where it penetrates the joint layer 22 using a cemented carbide drill. After that, air was sent from the outside to the hole 36 at a pressure of 0.2 MPa, the bonded body 28 was submerged in water 38, and it was confirmed whether bubbles were generated from the portion of the bonded layer 22. As shown in Table 1, it was found that the bonded bodies according to Examples 1 to 7 and 9 did not generate air bubbles and had sufficient airtightness. On the other hand, in the joints according to Example 8 and Comparative Examples 2 and 6, air bubbles were observed and the airtightness was insufficient. Since the bonding base materials according to Reference Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1, 3 to 5 and 7 could not be bonded to each other, the evaluation has not been performed.

以上、本発明を上述の実施の形態や実施例を参照して説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、各実施の形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて実施の形態における組合せや工程の順番を適宜組み替えることや各種の設計変更等の変形を実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。 Although the present invention has been described above with reference to the above-described embodiments and examples, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the configurations of the respective embodiments are appropriately combined or substituted. This is also included in the present invention. Further, it is also possible to appropriately rearrange the combinations and the order of the processes in the embodiment based on the knowledge of those skilled in the art, and to add modifications such as various design changes to the embodiments, and such modifications are added. Such embodiments can also be included in the scope of the present invention.

10 ウエハ支持体、 12 基材、 14 導電部材、 14a 静電チャック電極、 16 導電部材、 16a 抵抗加熱体、 18 支持部、 18a 搭載面、 20 柱状部、 22 接合層、 24 第1の部品、 26 第2の部品、 28 接合体、 30 試験片、 32 接合基材、 36 穴。 10 Wafer support, 12 Substrate, 14 Conductive member, 14a Electrostatic chuck electrode, 16 Conductive member, 16a Resistance heating element, 18 Support part, 18a Mounting surface, 20 Column part, 22 Bonding layer, 24 First part, 26 Second part, 28 Join, 30 Specimen, 32 Bond base, 36 holes.

Claims (10)

マシナブルセラミックスで構成された第1の部品と、
マシナブルセラミックス、ファインセラミックスおよび金属材料からなる群から選択された材料で構成された第2の部品と、
前記第1の部品と前記第2の部品とを接合する接合層と、
を有し、
前記接合層は、セラミックス材料を含む絶縁材料であることを特徴とする接合体。
The first part made of machinable ceramics and
A second component composed of a material selected from the group consisting of machinable ceramics, fine ceramics and metallic materials, and
A bonding layer that joins the first component and the second component,
Have,
The bonding layer is a bonded body characterized by being an insulating material containing a ceramic material.
前記マシナブルセラミックスは、曲げ強度が800MPa以下、ヤング率が250GPa以下、ビッカース硬度が10GPa以下である材料からなることを特徴とする請求項1に記載の接合体。 The bonded body according to claim 1, wherein the machinable ceramic is made of a material having a bending strength of 800 MPa or less, a Young's modulus of 250 GPa or less, and a Vickers hardness of 10 GPa or less. 前記マシナブルセラミックスは、窒化硼素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化ジルコニウム、窒化珪素および炭化珪素からなる群より選択された窒化硼素を必須とする少なくとも二つ以上の材料からなる焼結体であることを特徴とする請求項1または2に記載の接合体。 The machinable ceramics shall be a sintered body made of at least two or more materials that require boron nitride selected from the group consisting of boron nitride, aluminum oxide, aluminum nitride, zirconium oxide, silicon nitride and silicon carbide. The joined body according to claim 1 or 2. 前記マシナブルセラミックスは、
窒化硼素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、窒化珪素、炭化珪素および窒化アルミニウムのセラミックス成分の合計を100質量%とした場合に、
窒化硼素を10〜80質量%含有し、
酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、窒化珪素、炭化珪素および窒化アルミニウムからなる群から選択された少なくとも一つ以上の材料を20〜90質量%含有する、
ことを特徴とする請求項3に記載の接合体。
The machinable ceramics are
When the total of ceramic components of boron nitride, aluminum oxide, zirconium oxide, silicon nitride, silicon carbide and aluminum nitride is 100% by mass,
Containing 10 to 80% by mass of boron nitride,
Contains 20-90% by weight of at least one material selected from the group consisting of aluminum oxide, zirconium oxide, silicon nitride, silicon carbide and aluminum nitride.
The joined body according to claim 3.
前記接合層は、希土類酸化物、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムまたは酸化珪素からなる群より選択された少なくとも二つ以上の材料を含む接合剤が用いられていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の接合体。 The bonding layer according to claims 1 to 4, wherein a bonding agent containing at least two or more materials selected from the group consisting of rare earth oxides, aluminum oxide, magnesium oxide or silicon oxide is used. The joined body according to any one item. 前記接合剤は、希土類酸化物を25〜65質量%、酸化アルミニウムおよび酸化マグネシウムの少なくとも一方の材料を1〜50質量%、および残部に酸化珪素を含有していることを特徴とする請求項5に記載の接合体。 5. The bonding agent is characterized by containing 25 to 65% by mass of a rare earth oxide, 1 to 50% by mass of at least one of aluminum oxide and magnesium oxide, and silicon oxide in the balance. The joined body described in. 前記接合層は、融点が1600℃以下である接合剤を有することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の接合体。 The bonded body according to any one of claims 1 to 6, wherein the bonded layer has a bonding agent having a melting point of 1600 ° C. or lower. 前記接合層は、厚みが10〜100μmであることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の接合体。 The bonded body according to any one of claims 1 to 7, wherein the bonded layer has a thickness of 10 to 100 μm. 前記第1の部品は、ウエハが搭載される搭載面を有する板状部品であり、
前記第2の部品は、前記第1の部品の前記搭載面と反対側に設けられている柱状部品であることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の接合体。
The first component is a plate-shaped component having a mounting surface on which a wafer is mounted.
The joint according to any one of claims 1 to 8, wherein the second component is a columnar component provided on the side opposite to the mounting surface of the first component.
マシナブルセラミックスで構成された第1の部品と、マシナブルセラミックス、ファインセラミックスおよび金属材料からなる群から選択された材料で構成された第2の部品との接合面に接合剤を塗布し、不活性雰囲気中において1400〜1600℃に加熱し、該接合面に作用する圧力が所定の値以下の状態で前記第1の部品と前記第2の部品とを接合する接合体の製造方法。 A bonding agent is applied to the joint surface between the first component made of machinable ceramics and the second component made of a material selected from the group consisting of machinable ceramics, fine ceramics and metal materials. A method for producing a bonded body, which is heated to 1400 to 1600 ° C. in an active atmosphere and joins the first component and the second component in a state where the pressure acting on the bonding surface is equal to or less than a predetermined value.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11322433A (en) * 1998-05-15 1999-11-24 Osamu Yamamoto Production of composite ceramic sintered body containing boron nitride, and the sintered body
JP2000327402A (en) * 1999-05-13 2000-11-28 Sumitomo Metal Ind Ltd Ceramic product and its production
JP2003300784A (en) * 2002-04-02 2003-10-21 Ibiden Co Ltd Ceramic jointed body
US20030231850A1 (en) * 2002-03-18 2003-12-18 Filhaber John F. Optical fiber array
JP2015067472A (en) * 2013-09-27 2015-04-13 京セラ株式会社 Jointed ceramic

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11322433A (en) * 1998-05-15 1999-11-24 Osamu Yamamoto Production of composite ceramic sintered body containing boron nitride, and the sintered body
JP2000327402A (en) * 1999-05-13 2000-11-28 Sumitomo Metal Ind Ltd Ceramic product and its production
US20030231850A1 (en) * 2002-03-18 2003-12-18 Filhaber John F. Optical fiber array
JP2003300784A (en) * 2002-04-02 2003-10-21 Ibiden Co Ltd Ceramic jointed body
JP2015067472A (en) * 2013-09-27 2015-04-13 京セラ株式会社 Jointed ceramic

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