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公開番号2024152961
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-25
出願番号2024143179,2020105494
出願日2024-08-23,2020-06-18
発明の名称セラミックス焼結体の製造方法、電極埋設部材の製造方法、および電極埋設部材
出願人日本特殊陶業株式会社
代理人個人,個人
主分類C04B 37/02 20060101AFI20241018BHJP(セメント;コンクリート;人造石;セラミックス;耐火物)
要約【課題】大電流化に対応できるビアを有するセラミックス焼結体の製造方法、電極埋設部材の製造方法、および電極埋設部材を提供する。
【解決手段】ビアを有するセラミックス焼結体100の製造方法であって、タングステン、モリブデン、またはこれらのうち少なくとも1つを含む材料により形成され、焼結により前記ビア130となる多孔体110を準備する工程と、平板状のセラミックス成形体120を準備し、前記セラミックス成形体120に前記多孔体110が配置される穴部125を設ける工程と、前記穴部125に前記多孔体110を配置する工程と、前記多孔体110が配置された前記セラミックス成形体120を焼成する工程と、を含み、前記多孔体110は、前記セラミックス成形体120と同時に焼成されて、前記セラミックス焼結体に埋設された前記ビア130となる。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
ビアを有するセラミックス焼結体の製造方法であって、
タングステン、モリブデン、またはこれらのうち少なくとも１つを含む材料により形成され、焼結により前記ビアとなる多孔体を準備する工程と、
平板状のセラミックス成形体を準備し、前記セラミックス成形体に前記多孔体が配置される穴部を設ける工程と、
前記穴部に前記多孔体を配置する工程と、
前記多孔体が配置された前記セラミックス成形体を焼成する工程と、を含み、
前記多孔体は、前記セラミックス成形体と同時に焼成されて、前記セラミックス焼結体に埋設された前記ビアとなることを特徴とするセラミックス焼結体の製造方法。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記多孔体は、前記穴部に隙間なく配置され、
前記セラミックス成形体を焼成する工程は、前記多孔体の高さ方向に加圧する１軸ホットプレス焼成により焼成することを特徴とする請求項１に記載のセラミックス焼結体の製造方法。
【請求項３】
前記多孔体は、前記セラミックス成形体を焼成する工程後に最大径１．０ｍｍ以上、高さ１．０ｍｍ以上の円柱状になるように形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のセラミックス焼結体の製造方法。
【請求項４】
ビアを有する電極埋設部材の製造方法であって、
タングステン、モリブデン、またはこれらのうち少なくとも１つを含む材料により形成され、焼成により前記ビアとなる多孔体を準備する工程と、
平板状の第１のセラミックス成形体を準備し、前記第１のセラミックス成形体に前記多孔体が配置される穴部を設ける工程と、
前記穴部に前記多孔体を配置する工程と、
内部電極を準備し、前記穴部と重なるように前記第１のセラミックス成形体の上面に前記内部電極を配置する工程と、
前記内部電極および前記多孔体が配置された前記第１のセラミックス成形体の上面に、第２のセラミックス成形体を配置する工程と、
前記第１および第２のセラミックス成形体を焼成する工程と、を含み、
前記多孔体は、前記第１および第２のセラミックス成形体と同時に焼成されて、セラミックス焼結体に埋設され、前記内部電極に電気的に接続された前記ビアとなることを特徴とする電極埋設部材の製造方法。
【請求項５】
第２の内部電極を準備し、前記穴部と重なるように前記第１のセラミックス成形体の下面に前記第２の内部電極を配置する工程と、
前記第２の内部電極および前記多孔体が配置された前記第１のセラミックス成形体の下面に、第３のセラミックス成形体を配置する工程をさらに含み、前記穴部は前記第１のセラミックス成形体を貫通し、
前記多孔体は、前記第１、第２、および第３のセラミックス成形体と同時に焼成されて、セラミックス焼結体に埋設され、前記内部電極と前記第２の内部電極とを電気的に接続する前記ビアとなることを特徴とする請求項４に記載の電極埋設部材の製造方法。
【請求項６】
セラミックス焼結体により形成された基体と、
前記基体の内部の複数の層に埋設された複数の内部電極と、
前記基体の内部に埋設され、前記複数の内部電極のうち少なくとも２つを電気的に接続するビアと、を備え、
前記ビアは、タングステン、モリブデン、またはこれらのうち少なくとも１つを含む材料により形成され、
前記ビアは、最大径１．０ｍｍ以上、高さ１．０ｍｍ以上の柱状に形成されていることを特徴とする電極埋設部材。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビアを有するセラミックス焼結体の製造方法、電極埋設部材の製造方法、および電極埋設部材に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置用部材としての電極埋設部材を作製する際にはセラミックスに埋設された内部電極と端子や内部電極同士を接続するためにビア（電気的接続部材）が形成される。
【０００３】
特許文献１は、電極埋設部材の基材のクラックの不具合を抑制するため、複数の金属粒子を含む粉末原料を加圧成形することにより接続部材となる金成形体を準備する準備工程と、内部電極及び金属成形体が埋設されたセラミックス体を作製するセラミックス体作製工程と、内部電極及び金属成形体が埋設されたセラミックス体を焼成することにより内部に金属の存在しない空間を有する接続部材が埋設された基材を作製する基材作製工程と、を有する電極埋設部材の製造方法が開示されている。
【０００４】
特許文献２は、板状セラミック体の給電端子と静電吸着用電極とが電気的に接続する接続部の周囲の静電吸着用電極の表面が電流密度が大きくなり異常発熱することで、ウェハの面内温度差が大きくなり均熱が悪くなることを防ぐため、板状セラミック体の一方の主面を、ウェハを載せる載置面とするとともに、上記板状セラミック体中に少なくとも一つの内部電極を備えるとともに、上記載置面以外の板状セラミック体の表面に、上記内部電極と電気的に接続される給電端子を有するウェハ支持部材において、上記給電端子と上記内部電極とが電気的に接続する接続部の周囲の上記内部電極の厚みをその他の内部電極の厚みより大きくするウェハ支持部材が開示されている。
【０００５】
特許文献３は、高温領域で長時間運転しながら空気等にさらされても、埋設部材の浸食や絶縁不良などが生じないようにするため、セラミックス部材の接合層と接触する接合面に金属部材の一部が露出して金属露出部を形成しており、この接合面に沿ってセラミックス部材と金属露出部とがそれぞれ接合層を介して金属接合部材へと接合され、接合層の主成分が金、白金およびパラジウムからなる群より選ばれた一種以上の金属であるセラミックスの接合構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１９－２０８００６号公報
特開２００５－２７７３３５号公報
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】
【０００７】
近年の半導体製造プロセスで要求されるヒーターや静電チャックの大電流化に対応するためには、ビアの局所発熱を抑制する必要がある。そのためには、ビアは大径かつできるだけ緻密な方がよいが、特許文献１は、接続部材の緻密化は考慮しておらず、特許文献３は端子の大径化は考慮していない。
【０００８】
また、特許文献２のような、グリーンシート積層法の場合、スクリーン印刷によりシートに開けた穴部分にペースト状にしたタングステンまたはモリブデンを埋め込みビアホールを形成するが、ペーストにはペースト状にするための有機バインダや溶剤成分が多く含まれているため、焼成前の乾燥工程で、表面部分に図１に示されるような引けが発生し、セラミックス表面に対してペースト表面が凹形状となるため、これを積層したときに導通不良が発生する問題があった。特に、セラミックスグリーンシートの厚みが厚い場合やビアの径が大きい場合に当該不具合が発生しやすかった。また、セラミックス粉末のプレス成形によるセラミックス成形体が用いられる場合、セラミックス成形体に設けた穴へのペースト注入によるビア形成は更に困難であった。
【０００９】
また、ペーストの代わりにビアをタングステン（Ｗ）やモリブデン（Ｍｏ）をペレット状の金属とし、これを電極と同時にセラミックス成形体の中に埋設し、同時に焼成してビアを作製することも行われてきた。しかし、セラミックス成形体に大きなペレットを埋設して同時焼成すると、セラミックスとＷやＭｏの焼成収縮率の差に起因して応力が発生し、焼成後に両者の境界付近にクラックが発生する場合が多かった。そのため、ＷやＭｏのペレットの寸法は大きくすることができなかった。そのため、ペレット自体をビアとして設けて、そのビアに大電流を流す用途には適用の限界があった。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、大電流化に対応できるビアを有するセラミックス焼結体の製造方法、電極埋設部材の製造方法、および電極埋設部材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】
（【００１１】以降は省略されています）

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