陶瓷板与金属制圆筒部件的接合结构的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及陶瓷板与金属制圆筒部件的接合结构。
【背景技术】
[0002] 静电卡盘作为用于吸附晶片并在半导体制造工艺中控制晶片温度的保持部件而 使用。作为这样的静电卡盘，已知有从设有气体导入孔的圆板状陶瓷板的背面侧接合金属 制气体导入管，向晶片的吸附面供给He气等，使导热性提高的静电卡盘（例如专利文献1)。
[0003] 另外，作为陶瓷板与金属制气体导入管的接合方法，已知有如图7所示那样，在陶 瓷板110和气体导入管120之间填充钎料，并且将钎料从气体导入管120的侧面涂布至静 电卡盘的背面，进行钎焊的方法（例如专利文献2)。钎焊后，钎料成为圆角状的钎焊部124。 在陶瓷板110与气体导入管120之间产生由热膨胀差导致的应力，为了尽量减小该应力，用 具有与陶瓷板110相近的热膨胀系数的金属来形成气体导入管120。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1 :日本特开2004-297103号公报
[0007] 专利文献2 :日本特开2000-219578号公报（图3)
【发明内容】
[0008] 发明所要解决的问题
[0009] 然而，图7的接合结构中，即使用具有与陶瓷板110相近的热膨胀系数的金属来形 成气体导入管120,若在使用静电卡盘时施加热循环，则有时也会产生接合部的剥离。其原 因在于，气体导入管120、钎焊部124在冷却时比陶瓷板110收缩得更大。因此，有时仅反复 数次热循环就在陶瓷板110产生裂纹，无法维持气密性而从气体导入孔产生泄漏。另一方 面，在陶瓷板110的背面，除了气体导入管120以外，有时还钎焊有直径比陶瓷板110略小 的金属制的环（未图示），在该环与陶瓷板110的接合部，也存在如上述那样产生裂纹而无 法维持气密性这样的问题。
[0010] 本发明是为了解决这样的课题而完成的，其主要目的在于，在陶瓷板与金属制圆 筒部件的接合结构中提高对热循环的耐久性。
[0011] 用于解决课题的方法
[0012] 本发明的接合结构是陶瓷板与金属制圆筒部件的接合结构，其具备：
[0013] 形成于所述圆筒部件的端部的凸缘、
[0014] 设置于所述陶瓷板中与所述凸缘相对置的位置的环状的倾斜部、以及
[0015] 形成于所述凸缘与所述倾斜部之间的钎焊部，
[0016] 所述凸缘的宽度为3mm以上，厚度为0. 5mm以上2mm以下，
[0017] 所述倾斜部中，与所述凸缘的外缘相对置的角的倒角为C倒角或R倒角。
[0018] 该接合结构中，圆筒部件的凸缘与陶瓷板的环状的倾斜部通过钎焊部接合。此外， 凸缘的大小、厚度在恰当的数值范围内，倾斜部中，与凸缘的外缘相对置的角的倒角为C倒 角或R倒角。因此，能够用倾斜部的侧面承受由圆筒部件与陶瓷板的热膨胀差导致的应力， 成为抗应力强的结构。此外，接合面积增大，密封距离变长。因此，即使对具有这样的接合 结构的接合体反复进行热循环，也能够抑制在接合部分产生裂纹。据此，根据这样的接合结 构，对热循环的耐久性提高。
[0019] 本发明的接合结构中，所述倾斜部的高度优选为0. 5mm以上。这样，对热循环的耐 久性进一步提尚。
[0020] 本发明的接合结构中，对于所述倾斜部，与所述凸缘的外缘相对置的角的倒角在 为C倒角时，优选为CO. 3以上，在为R倒角时，优选为R0. 3以上。这样，对热循环的耐久性 进一步提尚。
[0021] 本发明的接合结构中，优选的是，所述陶瓷板为AlN制，所述圆筒部件为科瓦合金 (Kovar)制，所述钎焊部由含有Ag、Cu和Ti的钎料或Al钎料形成。如果采用这样的材料 的组合，能够更切实地得到本发明的效果。
[0022] 本发明的接合结构中，所述陶瓷板具有在所述环状的倾斜部的内侧开口且在厚度 方向上贯通的气体导入孔，所述圆筒部件可以是向所述气体导入孔供给气体的气体导入 管。这样，在热循环后也能够防止从气体导入管供给的气体向气体导入管、气体导入孔的外 侧泄漏。
[0023] 本发明的接合结构中，所述环状的倾斜部沿着所述陶瓷板的外周缘形成，所述圆 筒部件可以是支持所述陶瓷板的支持环。这样，在热循环后也能够维持支持环内部的气密 性。
【附图说明】
[0024] 图1为表示半导体制造装置用部件1的概略构成的截面图。
[0025] 图2为图1的A部放大图。
[0026] 图3为图1的B部放大图。
[0027] 图4为其他实施方式的局部放大截面图。
[0028] 图5为试验用样品的截面图。
[0029] 图6为试验用样品的截面图。
[0030] 图7为以往的接合结构的截面图。
【具体实施方式】
[0031] 以下参照附图对本发明的合适的实施方式进行说明。图1为表示半导体制造装置 用部件1的概略构成的截面图，图2为图1的A部放大图，图3为图1的B部放大图。
[0032] 如图1所示，半导体制造装置用部件1设置于腔2的内部。该半导体制造装置用 部件1具备：具有载置晶片W的晶片载置面IOa的基座10、接合到基座10的与晶片载置面 IOa相反侧的背面IOb上的小径的气体导入管20、同样与背面IOb接合的大径的支持环30。 此外，半导体制造装置用部件1在支持环30下端与腔2的内面以成为气密的方式进行接 合。
[0033] 基座10为圆板状的AlN制陶瓷板。该基座10具备在厚度方向上贯通的气体导入 孔12。在气体导入孔12的背面IOb侧的开口周围，形成有环状的管接合用倾斜部14。管 接合用倾斜部14设置于与气体导入管20的凸缘22相对置的位置。此外，在基座10中与 支持环30的凸缘32相对置的位置，形成有环状的环接合用倾斜部16。环接合用倾斜部16 在比基座10的外周缘更稍微靠内侧地沿着该外周缘形成。
[0034] 气体导入管20为科瓦合金制，如图2所示，在与基座10的背面IOb接合的端部 具有凸缘22。科瓦合金具有与AlN同等的热膨胀系数。顺便一提，AlN的热膨胀系数为 4· 3X 10 6/°C (40°C~400°C )，科瓦合金的热膨胀系数为9X 10 6/°C (40°C~400°C )。在 凸缘22与管接合用倾斜部14之间，形成有管钎焊部24。管钎焊部24由例如Ag-Cu-Ti钎 料或Al钎料形成。对于Ag-Cu-Ti钎料的热膨胀系数，当其组成为Ag 63重量％、Cu 32. 25 重量％、111.75重量％时为18.5\106/°(：(40°(：~400°(：)，41钎料的热膨胀系数为 19. 5 X 10 VcC (40。。~400。。）。
[0035] 支持环30为科瓦合金制，如图3所示，在与基座10的背面IOb接合的端部具有凸 缘32。该支持环30的直径比基座10的直径略小。在凸缘32与环接合用倾斜部16之间， 形成有环钎焊部34。环钎焊部34由例如Ag-Cu-Ti钎料或Al钎料形成。
[0036] 如图2和图3所示，凸缘22、32的宽度A为3mm以上，厚度B为0· 5mm以上2mm以 下。凸缘22、32的宽度A小于3_时，由于密封距离不足、接合面积不足导致无法维持气密 性，因此不优选。此外，如果凸缘22、32的厚度B超过2_，则在热循环时在接合部分产生的 应力变得过大，导致接合部分产生裂纹，因此不优选。考虑到该应力的大小，凸缘22、32的 厚度越薄越好，但厚度小于〇. 5mm时，制造变得困难，因此不优选。
[0037] 如图2和图3所示，对于管接合用倾斜部14和环接合用倾斜部16,优选台阶高度C 为0. 5mm以上，对于与凸缘22、32的外缘相对置的角的倒角尺寸D，在C倒角时优选为CO. 3 以上，在R倒角时优选为R0. 3以上。如果满足该条件，则对热循环的耐久性足够高。另外， 图2和图3中，例示了各倾斜部14、16的角的倒角为C倒角的情况。
[0038] 但是，即使各倾斜部14、16的台阶高度C小于0. 5mm，与没有各倾斜部14、16的情 况相比，对热循环的耐久性也提高。此外，即使各倾斜部14、16的角的倒角尺寸D在C倒角 时为小于CO. 3,在R倒角时为小于R0. 3,与没有进行角的倒角的情况相比，对热循环的耐久 性也提尚。
[0039] 接着，对如此构成的半导体制造装置用部件1的使用例进行说明。半导体制造装 置用部件1配置于腔2内，用于通过在该腔2内产生的等离子体对晶片W的表面进行蚀刻。 此时，根据需要，通过气体导入管20和气体导入孔12将He气供给至晶片W的背面。由此， 晶片W的均热性提尚。
[0040] 在此，明确本实施方式的构成要素与本发明的构成要素的对应关系。本实施方式 的基座10相当于本发明的陶瓷板，气体导入管20和支持环30分别相当于圆筒部件。
[0041] 以上详述的本实施方式的半导体制造装置用部件1中，气体导入管20的凸缘22 与基座10的管接合用倾斜部14通过管钎焊部24接合，支持环30的凸缘22与基座10的 环接合用倾斜部16通过环钎焊部34接合。此外，凸缘22、32的大小、厚度在恰当的数值范 围内，倾斜部14、16中，与凸缘22、32的外缘相对置的角的倒角为C倒角或R倒角。因此， 能够用倾斜部14、16的侧面承受由支持环30与基座10的热膨胀差导致的应力，成为抗应 力强的结构。此外，接合面积变大，密封距离变长。因此，即使对具有这样的接合结构的半 导体制造装置用部件1反复进行热循环，也能够抑制在接合部分产生裂纹。据此，根据该半 导体制造装置用部件1，对热循