專利名稱：陶瓷接合體、陶瓷接合體的接合方法和陶瓷結構體的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及陶瓷接合體和陶瓷接合體的接合方法以及陶瓷結構體，特別涉及用于光-通訊領域的溫度控制元件、電熱板(陶瓷加熱器)或靜電吸盤、接受器等半導體制造-檢查裝置的基板例如內(nèi)部裝有電導體的陶瓷基板，以及在此基板的底面上接合陶瓷制筒形部件的陶瓷結構體。
背景技術：
在具有蝕刻裝置或化學蒸鍍裝置等的半導體制造-檢查裝置中，目前一直使用不銹鋼或鋁合金等的金屬制基板的加熱器或靜電吸盤等。
例如金屬制基板的加熱器存在以下問題。該問題在于基板是金屬的，所以該基板的厚度必須在15mm左右。這是因為，用薄的金屬板時，加熱產(chǎn)生的熱膨脹會造成翹曲、畸變等，裝載在金屬板上的硅片會產(chǎn)生破損或傾斜。另一方面，對于所述基板，增加其厚度，則加熱器的重量增加，體積變大。再者，金屬制基板的加熱器通過改變加在電阻發(fā)熱體上的電壓或電流量控制硅片等被加熱物的被加熱一側的面的(以下稱加熱面)溫度時，由于厚度厚，基板的溫度不能迅速隨電壓或電流量的改變而改變，存在難以進行溫度控制的問題。
對于這個問題，現(xiàn)已在特開平4-324276號公報等中提出用導熱率高、強度大的如氮化鋁等非氧化物陶瓷構成的電熱板(陶瓷加熱器)取代所述金屬制基板的方案。該電熱板的陶瓷基板中具有由電阻發(fā)熱體和鎢構成的通孔，釬焊鎳鉻電熱絲作為外部接頭。
由于在這樣的陶瓷制電熱板中，使用了高溫下機械強度大的陶瓷基板，所以基板的厚度可以變薄，同時可以減小熱容，從而具有可以使基板溫度迅速隨電壓或電流量變化而改變的優(yōu)點。
此外，如特開平2000-114355號公報所述，這樣的電熱板中，可以采用使圓筒形陶瓷和圓板形陶瓷通過耐熱性粘接劑或陶瓷接合層等進行接合，或者在接合面涂敷含有接合輔助劑的溶液進行接合，采取保護外部接頭等接線的方法，避免在制造半導體工序中使用的活性氣體和鹵素氣體等造成的損害。此外作為陶瓷的接合方法還有特許第2783980號公報公開的方法。
可是，在通過耐熱性粘接劑或陶瓷接合層等接合陶瓷制圓筒和圓板形陶瓷板的方法中，將該接合體用于電熱板的情況下，由于耐蝕性不夠，如果長時間一直暴露在活性氣體和鹵素氣體等中，則導致接合部分被腐蝕而不能使用，此外有時陶瓷顆粒脫落后附著在硅片上，成為產(chǎn)生微粒的原因。此外由于熱沖擊使圓板形陶瓷裂開的話，存在裂紋擴展到陶瓷筒，直至接線或連接接線的裝置部分被腐蝕的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能有效用于光-通訊領域的溫度控制元件、具有電熱板等的半導體制造-檢查裝置的陶瓷接合體和陶瓷結構體。
本發(fā)明的另外一個目的是提供一種在半導體制造-檢查時，即使長時間暴露在腐蝕性氣體中，陶瓷之間的接合部分也不被腐蝕、微粒也不會產(chǎn)生的陶瓷接合體和陶瓷結構體。
本發(fā)明的另外一個目的是提供一種熱沖擊造成的一個陶瓷裂紋不進展成要接合的其它陶瓷的裂紋的陶瓷接合體和陶瓷結構體。
本發(fā)明的另外一個目的是提供一種可以使陶瓷接合體之間接合實現(xiàn)上述目的的方法。
鑒于現(xiàn)有技術中存在的上述問題，發(fā)明者對解決此問題進行了認真研究，結果對這些問題點有如下發(fā)現(xiàn)，與在陶瓷接合界面形成致密的結構(特許第2783980號)相比，相反地，積極地在陶瓷界面引入大量粗氣孔，形成空隙度的情況下，可以有效防止活性氣體造成的接合界面的侵蝕，而且可以有效地防止熱沖擊造成一個陶瓷體產(chǎn)生的裂紋進展到與其接合的其它陶瓷體上。此外還發(fā)現(xiàn)這樣的接合結構不僅可以應用于半導體制造-檢查裝置，也可以應用于各種陶瓷制品，從而完成了本發(fā)明。
通過本發(fā)明還發(fā)現(xiàn)抑制從一個陶瓷體向其它陶瓷體的熱傳導，具有可以使一個陶瓷體溫度降低止于最小的限度的效果。
也就是本發(fā)明第1方案提供了陶瓷接合體，其特征是，在陶瓷體之間接合形成的接合體中，在一個陶瓷體和其它陶瓷體的接合界面上形成氣孔。
具體地說，本發(fā)明優(yōu)選在一個陶瓷體上接合其它陶瓷體形成的陶瓷接合體中，在所述的一個陶瓷接合體和所述的其它陶瓷接合體的接合界面上，設置有接合輔助劑層，同時在此接合輔助劑層上形成氣孔的方式；或在一個陶瓷體上接合其它陶瓷體形成的陶瓷接合體中，構成各陶瓷體的陶瓷顆粒中，存在于接合界面的陶瓷顆粒中至少部分由跨越該接合界面并侵入到對方陶瓷體中的生長顆粒構成，同時在該接合界面上形成氣孔的方式。
本發(fā)明中，優(yōu)選所述氣孔的斷面形狀是扁平的。此外，優(yōu)選所述氣孔是大小為2000μm或2000μm以下的粗氣孔。
本發(fā)明提供的第2方案的陶瓷接合體的特征是，陶瓷體之間接合形成的接合體中，在一個陶瓷體和其它陶瓷體的接合界面上，形成平均直徑比構成陶瓷體的陶瓷顆粒的平均顆粒直徑的1/2大、而且大小為2000μm或2000μm以下的粗氣孔。
具體地說，本發(fā)明優(yōu)選在一個陶瓷體上接合其它陶瓷體形成的陶瓷接合體中，在這些陶瓷體的接合界面上設有接合輔助劑層，同時在所述接合輔助劑層上，形成平均直徑比構成陶瓷體的陶瓷顆粒平均顆粒直徑的1/2大、而且大小為2000μm或2000μm以下的粗氣孔的方式，或在一個陶瓷體上接合其它陶瓷體形成的陶瓷接合體中，構成各陶瓷體的陶瓷顆粒中，存在于接合界面的陶瓷顆粒中至少部分由跨越該接合界面并相互侵入到對方陶瓷體中的生長顆粒構成，同時在該接合界面上形成平均直徑比構成陶瓷體的陶瓷顆粒平均顆粒直徑的1/2大、而且大小為2000μm或2000μm以下的粗氣孔的方式。
本發(fā)明提供的第3方案的陶瓷接合體的特征是，在陶瓷體之間接合形成的接合體中，在一個陶瓷體和其它陶瓷體的接合界面上，形成平均直徑比構成陶瓷體的陶瓷顆粒平均顆粒直徑大、而且大小為2000μm或2000μm以下的粗氣孔。
具體地說，本發(fā)明優(yōu)選在一個陶瓷體上接合其它陶瓷體形成的陶瓷接合體中，在所述的一個陶瓷體和所述的其它陶瓷體的接合界面上，設有接合輔助劑層，同時在該接合輔助劑層上形成平均直徑比構成陶瓷體的陶瓷顆粒平均顆粒直徑大、而且大小為2000μm或2000μm以下的粗氣孔的方式，或在一個陶瓷體上接合其它陶瓷體形成的陶瓷接合體中，構成各陶瓷體的陶瓷顆粒中，存在于接合界面的陶瓷顆粒中至少部分由跨越此接合界面并相互侵入到對方陶瓷體中的生長顆粒構成，同時在該接合界面上形成平均直徑比構成陶瓷體的陶瓷顆粒平均顆粒直徑大、而且大小為2000μm或2000μm以下的粗氣孔的方式。
本發(fā)明中，在接合界面形成的所述粗氣孔與陶瓷體中的開氣孔或閉氣孔不同，優(yōu)選在一個陶瓷體表面和其它陶瓷體表面及因顆粒長大生成的陶瓷生長顆粒之間形成可以進入氣體的空隙，為了在接合界面上形成這樣的粗氣孔，優(yōu)選使該陶瓷體的各接合面的面粗糙度在JIS B0601Rmax＝0.1μm或0.1μm以上，本發(fā)明適用于光-通訊領域的溫度控制元件、半導體制造-檢查裝置、特別是電熱板(陶瓷加熱器)、靜電吸盤、接受器等，優(yōu)選為裝入等離子CVD、濺射裝置等使用的結構體。
本發(fā)明提供的第4方案的陶瓷結構體的特征是在內(nèi)部形成電導體的陶瓷基板與陶瓷體接合形成的陶瓷結構體中，所述陶瓷基板和所述陶瓷體的接合界面上形成氣孔。
具體地說，本發(fā)明優(yōu)選在內(nèi)部形成電導體的陶瓷基板與陶瓷體接合形成的陶瓷結構體中，在陶瓷基板和陶瓷體的接合界面上，設置有接合輔助劑，同時在所述接合輔助劑層上形成氣孔的方式，或在內(nèi)部形成電導體的陶瓷基板與陶瓷體接合形成的陶瓷結構體中，構成陶瓷基板和陶瓷體的陶瓷顆粒中的陶瓷顆粒中至少部分由跨越所述接合界面并相互侵入到對方陶瓷基板和陶瓷體中的生長顆粒構成，同時在所述接合界面上形成氣孔的方式。
本發(fā)明中，優(yōu)選所述氣孔的斷面形狀是扁平的。此外，優(yōu)選所述氣孔是大小為2000μm或2000μm以下的粗氣孔。
本發(fā)明提供的第5方案的陶瓷結構體的特征是在內(nèi)部形成電導體的陶瓷基板與陶瓷體接合形成的陶瓷結構體中，在所述陶瓷基板與所述陶瓷體的接合界面上，形成平均直徑比構成陶瓷體的陶瓷顆粒平均顆粒直徑的1/2大、而且大小為2000μm或2000μm以下的粗氣孔。
具體地說，本發(fā)明優(yōu)選內(nèi)部形成電導體的陶瓷基板與陶瓷體接合形成的陶瓷結構體中，在陶瓷基板和陶瓷體的接合界面上設有接合輔助劑層，同時在所述接合輔助劑層上形成平均直徑比構成陶瓷體的陶瓷顆粒平均顆粒直徑的1/2大、而且大小為2000μm或2000μm以下的粗氣孔的方式，或內(nèi)部形成電導體的陶瓷基板與陶瓷體接合形成的陶瓷結構體中，構成陶瓷基板和陶瓷體的陶瓷顆粒至少部分由跨越所述接合界面并相互侵入到對方陶瓷基板和陶瓷體中的生長顆粒構成，同時在所述接合界面上形成平均直徑比構成陶瓷體的陶瓷顆粒平均顆粒直徑的1/2大、而且大小為2000μm或2000μm以下的粗氣孔的方式。
本發(fā)明提供的第6方案的陶瓷結構體的特征是內(nèi)部形成電導體的陶瓷基板與陶瓷體接合形成的陶瓷結構體中，所述陶瓷基板和所述陶瓷體的接合界面上，形成平均直徑比構成陶瓷體的陶瓷顆粒平均顆粒直徑大、而且大小為2000μm或2000μm以下的粗氣孔。
具體地說，本發(fā)明優(yōu)選內(nèi)部形成電導體的陶瓷基板與陶瓷體接合形成的陶瓷結構體中，在陶瓷基板和陶瓷體的接合界面上設有接合輔助劑層，同時在所述接合輔助劑層上形成平均直徑比構成陶瓷體的陶瓷顆粒平均顆粒直徑大、而且大小為2000μm或2000μm以下的粗氣孔的方式，或內(nèi)部形成電導體的陶瓷基板與陶瓷體接合形成的陶瓷結構體中，構成陶瓷基板和陶瓷體的陶瓷顆粒至少部分由跨越所述接合界面并相互侵入到對方陶瓷基板和陶瓷體中的生長顆粒構成，同時在所述接合界面上形成平均直徑比構成陶瓷體的陶瓷顆粒平均顆粒直徑大、而且大小為2000μm或2000μm以下的粗氣孔的方式。
此外，上述各發(fā)明中，接合界面形成的所述粗氣孔與陶瓷基板和陶瓷體中通常生成的開氣孔或閉氣孔不同，區(qū)別在于，其存在于接合輔助劑層中，由接合輔助劑層、陶瓷基板表面和陶瓷體表面構成，或在陶瓷基板表面和陶瓷體表面以及因顆粒長大生成的陶瓷生長顆粒之間形成，優(yōu)選其斷面形狀為扁平的(參照圖10、11)。
實施方式分別優(yōu)選所述粗氣孔是進入氣體的空隙，所述陶瓷體是將與陶瓷基板內(nèi)的電導體電連接的導體埋設在該陶瓷體內(nèi)或裝置在筒形陶瓷體的筒內(nèi)，所述陶瓷顆粒由氮化鋁或氮化硅構成，而所述結合輔助劑從釔化合物和鐿化合物中選擇的一種或多種物質(zhì)。
本發(fā)明的所述陶瓷接合體在一個陶瓷體接合其它陶瓷體的時候，首先至少對其中任意一個陶瓷體的接合面進行鏡面研磨，使其達到Rmax小于0.1μm，然后對該鏡面進行噴砂處理，使粗糙度為Rmax大于等于0.1μm，Ra大于0.1μm，直接或在接合面涂敷釔化合物和(或)鐿化合物的接合輔助劑后，在1800℃或1800℃以下的溫度燒成進行接合。
從上述可以看出，本發(fā)明的特征是使陶瓷體接合界面的面粗糙度(Rmax)增加，這樣容易在接合界面形成填充空氣等氣體的氣孔，由于這些氣孔的存在，即使鹵素或CF4等腐蝕性的等離子氣體進入，這些進入的氣體也會因為與該粗氣孔中的氧、氮、氬碰撞而失去活性，所以可以防止腐蝕的進行。而且通過本發(fā)明，即使熱沖擊在一個陶瓷體等上產(chǎn)生裂紋，所述裂紋的發(fā)展被接合界面的所述氣孔部分阻止，所以能起到不易波及到另一個陶瓷體等的作用。
再有，因為沿陶瓷體間(陶瓷基板和陶瓷體之間)的界面設有斷面為扁平形狀的空隙，其成為阻礙從一個陶瓷體(陶瓷基板)向另一個陶瓷體熱傳導的熱阻。因此本發(fā)明具有陶瓷體(陶瓷基板)不降低溫度均勻性的優(yōu)點。如果氣孔形狀不是扁平的話，熱阻的功能降低，在接合部分背面，陶瓷體(陶瓷基板)溫度降低。
沿接合界面形成的斷面扁平形狀的氣孔的深寬比(氣孔的界面方向長度L、垂直界面方向的厚度1)為L/1＞1。
增大面粗糙度的原因是具有如下優(yōu)點，由于接合界面面積僅增大這些，意味著可以一定程度上抑制接合強度的降低，因此即使大量引入氣孔也不會直接造成接合強度降低。
本發(fā)明中，在接合界面形成接合輔助劑層的情況下，優(yōu)選在所述接合輔助劑層中形成所述氣孔。這樣的接合輔助劑層以接合輔助劑為主要成分形成，此外也指接合輔助劑濃度相對較高的層狀區(qū)域。例如，在圖10的AlN之間接合界面的電子顯微鏡照片中，中間接合界面上的黑色部分為所述氣孔，另外白色不連續(xù)部分表示釔化合物的接合輔助劑層。
優(yōu)選這些氣孔是平均直徑比構成陶瓷體的各陶瓷顆粒單體的平均直徑大，而且大小為2000μm或2000μm以下的粗氣孔。優(yōu)選所述接合輔助劑層的厚度在0.1～100μm左右。這是因為該接合輔助劑層的存在，使陶瓷體之間粘接，所以優(yōu)選這樣的厚度。優(yōu)選為1～50μm左右。所述氣孔的平均直徑是指用電子顯微鏡在10個部位拍攝接合界面的斷面，測定各拍攝圖像的氣孔斷面直徑，其平均值為平均氣孔直徑。
圖11是Rmax為0.1μm或0.1μm以上的表面粗糙度的一個陶瓷體中的陶瓷顆粒因顆粒長大而越過接合界面進入到另一個陶瓷體的接合界面結構的電子顯微鏡照片。此情況下在接合界面也形成所述粗氣孔。也就是一方陶瓷體(AlN)的陶瓷顆粒因顆粒長大而越過接合界面，進入到另一方陶瓷體中，與之同時，另一方陶瓷體的陶瓷顆粒因顆粒長大而越過接合界面，進入到所述一方陶瓷體中。在該示例中，在一個陶瓷體和另一個陶瓷體的接合界面不存在接合輔助劑層，因顆粒生長的陶瓷顆粒長大，相互進入到對方陶瓷體中，形成一體，從而成為界面消失的狀態(tài)，兩者牢固地接合。而且在這樣的接合過程中生成的粗氣孔遍及陶瓷體表面和生長顆粒的各界面。
可是，在所述接合界面生成的所述氣孔不是在陶瓷體表面形成的開氣孔和閉氣孔，其與它們有明顯區(qū)別，其是熱處理時在一個陶瓷體表面和另一個陶瓷體表面及顆粒長大的陶瓷顆粒間新形成的氣孔。
所述陶瓷適合使用氮化鋁或氮化硅，所述接合輔助劑優(yōu)選使用釔化合物或鐿化合物等。釔化合物或鐿化合物是氮化鋁或氮化硅的助燒結劑，具有顆粒容易長大的優(yōu)點。
所述粗氣孔平均直徑的上限為2000μm。如果粗氣孔中存在平均直徑超過2000μm的氣孔，則結合強度降低，而且，裂紋會進一步擴展。此外直徑是斷面上的直徑，通過用電子顯微鏡拍攝接合界面的斷面，測定氣孔長度來確定。這樣的拍攝在任意10個位置進行，將得到的斷面上的直徑平均。
另外，因為該粗氣孔的平均直徑小于等于各陶瓷顆粒的平均直徑，不能阻止腐蝕的進行，也不能阻止裂紋擴展。由于裂紋沿顆粒邊界擴展，所以粗氣孔的平均氣孔直徑比顆粒直徑小的情況下，不能阻止裂紋擴展。
陶瓷顆粒平均直徑的測定通過用電子顯微鏡對局部剖面或研磨面拍攝10張照片來進行。由于陶瓷顆粒不僅僅是球形，所以測定最大直徑和最小直徑，進行平均。以各拍攝圖像中的顆粒直徑的平均值作為陶瓷顆粒的平均直徑。一般陶瓷顆粒的直徑比粉末原料的直徑大。這是由于經(jīng)過燒結顆粒長大的緣故。優(yōu)選所述陶瓷顆粒平均直徑為0.5～50μm，最好是1～20μm。其原因是在0.5μm或0.5μm以下，顆粒邊界的存在使導熱率和強度降低，而超過50μm時，顆粒長大時產(chǎn)生晶格缺陷，使導熱率和強度降低。
此外，粗氣孔平均直徑超過各陶瓷顆粒平均直徑的1/2，同時為2000μm或2000μm以下，最適合于防止陶瓷體之間的熱傳導。氣孔的平均直徑小于各陶瓷顆粒平均直徑的1/2時，通過陶瓷晶格進行熱傳導，而超過2000μm時，通過輻射進行熱傳導，所以仍然不能阻止熱傳導。從熱傳導的觀點看優(yōu)選所述范圍。
本發(fā)明中制造所述陶瓷接合體時優(yōu)選采用下述接合方法。
方法1首先把陶瓷體的表面進行鏡面研磨，使其成為JIS R0601Rmax小于0.1μm的鏡面，然后進行噴砂處理，使其成為JIS R0601Rmax大于等于0.1μm的粗糙面。此時優(yōu)選Ra也超過0.1μm。然后從釔化合物和鐿化合物中選一種或一種以上的接合輔助劑溶液，以大于等于0.30mol/l的濃度涂敷在所述的一個陶瓷體和(或)所述的另一個陶瓷體的接合界面的部分，隨后在1800℃或1800℃以下進行燒成。在這種情況下，如果提高接合輔助劑濃度超過所述的數(shù)值，或降低燒成溫度，會導致接合輔助劑難以進行擴散，引起顆粒的凝聚。
也就是說，本發(fā)明中，利用這樣的接合方法，可以在接合輔助劑層中生成粗氣孔。另一方面，此時由于陶瓷體中的顆粒長大而進入該接合輔助劑層中，可以使陶瓷體之間通過接合輔助劑層更牢固地接合。
方法2首先把陶瓷體的表面進行研磨，使其成為JIS B0601 Rmax小于0.1μm的鏡面，然后進行噴砂處理，使其成為JIS B0601 Rmax大于等于0.1μm的粗糙面。然后用0.20mol/l或0.20mol/l以下濃度的釔化合物和鐿化合物等接合輔助劑溶液，涂敷在所述的一個陶瓷體和(或)所述的另一個陶瓷體接合界面的表面上，隨后在1800℃或1800℃以下燒成。在降低接合輔助劑濃度，也降低燒成溫度的情況下，部分陶瓷顆粒長大，生成氣孔。所以長大的顆粒自身越過接合界面，相互進入對方的陶瓷體中，直到結合成一體，看不到邊界。
特許第2783980號中，面粗糙度著眼于平均粗糙度Ra，定為0.1μm或0.1μm以下。本發(fā)明中，著眼于最大粗糙度。Ra為平均面粗糙度，Rmax為最大的高點和低點的高低差，兩者是不同的。本發(fā)明中，為了容易形成所述的粗氣孔，采用Rmax表示，要調(diào)整該Rmax超過0.1μm。陶瓷體表面的表面粗糙度在Ra0.1μm左右?guī)缀跬耆溺R面，這樣的情況下不能形成本發(fā)明需要的氣孔。
特許第2783980號中，該接合輔助劑濃度定為0.26mol/l，此外燒結溫度也高達1850℃或1850℃以上，而本發(fā)明中，燒結溫度在1800℃或1800℃以下，優(yōu)選低至1750℃或1750℃以下，而且接合輔助劑濃度也大幅度提高到0.30mol/l或0.30mol/l以上，或相反降低到0.20mol/l或0.20mol/l以下，在接合界面生成所需大小的氣孔，達到了耐蝕性和防止裂紋擴展。
接合輔助劑濃度在0.20～0.30mol/l范圍的話，接合輔助劑迅速擴散，而且構成陶瓷的顆粒充分長大，所以在接合界面不生成氣孔，可以進行接合，所以是優(yōu)選的，在此意義上，本發(fā)明與上述專利技術明顯不同。
在接合時，也可以僅靠自身重量使陶瓷體之間燒結，也可以施加5～100g/cm2(0.49～9.8KPa/cm2)左右的壓力進行接合。


圖1a～圖1d為示意表示的本發(fā)明陶瓷復合體一個示例的電熱板制造方法之一的斷面圖。
圖2為示意表示的本發(fā)明陶瓷復合體一個示例的電熱板的底面圖。
圖3為圖2所示的電熱板的斷面圖。
圖4為示意表示的構成圖2所示電熱板的陶瓷基板的局部放大的斷面圖。
圖5為示意表示的構成本發(fā)明陶瓷復合體一個示例的靜電吸盤的陶瓷基板的縱斷面圖。
圖6為示意表示的構成圖5所示靜電吸盤的陶瓷基板的局部放大的斷面圖。
圖7為示意表示的埋設在陶瓷基板中的靜電電極的一個示例的水平斷面圖。
圖8為示意表示的埋設在陶瓷基板中的靜電電極的另一個示例的水平斷面圖。
圖9為示意表示的埋設在陶瓷基板中的靜電電極的另一個示例的水平斷面圖。
圖10a～圖10d為在接合劑層生成氣孔的情況下，接合界面的電子顯微鏡照片。
圖11a～圖11c為在接合界面生成氣孔的情況下，接合界面的電子顯微鏡照片。
圖12為不生成氣孔情況下的接合界面電子顯微鏡照片。
圖13為表示氣孔的深寬比與陶瓷基板的最高溫度和最低溫度的溫度差之間關系的曲線圖。
圖14為表示粗氣孔的平均直徑與陶瓷基板的最高溫度和最低溫度的溫度差之間關系的曲線圖。
圖15a和圖15b為在有氣孔的情況下和沒有氣孔的情況下，陶瓷基板加熱面的熱分布圖。
具體實施例方式
下面對本發(fā)明的一個實施示例進行說明，但本發(fā)明并不只限于此示例。
首先，對于陶瓷復合體，以在內(nèi)部設有電導體的陶瓷基板底面上接合陶瓷制筒形件(下面用“接頭保護筒”進行說明)的示例進行說明。
首先，把陶瓷基板或接頭保護筒的至少任意一方的表面進行鏡面研磨，使JIS B0601 Rmax小于0.1μm，然后進行噴砂處理，成為JISB0601 Rmax大于等于0.1μm的粗糙面。另外要使Ra超過0.1μm。所述研磨使用金剛石砂輪或金剛石磨漿進行拋光形成鏡面。另外噴砂使用SiC、氧化鋯、氧化鋁等進行噴吹。
在本發(fā)明中，在成型成粗糙面之前要進行研磨的原因是不進行鏡面研磨，即使進行噴砂處理，在原有粗糙表面的凹凸上進一步形成凹凸，就難以重現(xiàn)性好地控制粗糙表面，得到要求的Rmax值。也就是，做成鏡面后使表面粗糙化的話，就可以重現(xiàn)性好地正確控制Rmax。
然后，在所述陶瓷基板和(或)所述接頭保護筒的接合界面上涂敷接合輔助劑溶液(濃度大于等于0.3mol/l或小于等于0.2mol/l)，在完成所述涂敷工序的所述陶瓷基板上放置所述接頭保護筒后，通過把所述陶瓷基板和所述接頭保護筒在1800℃或1800℃以下加熱，使兩者接合。
圖1a～圖1d為用于說明本發(fā)明一個實施示例的圖示，是示意表示的在陶瓷基板內(nèi)部有電阻發(fā)熱體的電熱板制造方法的部分斷面圖。
(1)生片的制作工序首先把氮化鋁等的陶瓷粉末與粘合劑、溶劑等混合，調(diào)制成糊狀，把該糊狀物用刮刀法制作生片50。
所述粘合劑優(yōu)選從丙烯酸類粘合劑、乙基纖維素、丁基溶纖劑、聚乙烯醇中至少選擇1種。所述溶媒優(yōu)選使用α-松油醇或乙二醇等。另外，根據(jù)需要還可以加入氧化釔等助燒結劑。
所述生片50的厚度優(yōu)選為0.1～5mm。在制作該生片50時，還要制作具有用于連接電阻發(fā)熱體端部和導體電路的輔助孔部分630的生片50和具有用于連接導體電路和外部接頭的通孔部分63、63的生片50。
另外，在制作生片時，根據(jù)需要，還要做出插入用于運送硅片的升降支桿的貫通孔部分、安裝用于支撐硅片的支桿的凹陷部分、用于埋設熱電偶等測溫元件的有底孔部分等。也可以在作成后面介紹的生片層疊體之后或所述層疊體成型燒結后進行貫通孔、凹陷、有底孔的加工。
此外在輔助孔部分630和通孔部分63、63中也可以填充預先加入碳的所述糊狀物。填充在通孔中的鎢或鉬與生片中的碳反應，可以生成它們的碳化物。
(2)在生片上印刷導電糊狀物的工序在具有輔助孔部分630的生片50的上面，印刷金屬糊狀物或含有導電性陶瓷的導電糊狀物(含有金屬顆?；?qū)щ娦蕴沾深w粒)，形成導電糊狀物層62。
鎢顆粒和鉬顆粒等的所述金屬顆粒優(yōu)選使用平均顆粒直徑為0.5～5μm的顆粒。平均顆粒直徑小于0.1μm或大于5μm的話，難以進行導電糊狀物的印刷。
作為這樣的導電糊狀物，例如可以舉出金屬顆?；?qū)щ娦蕴沾深w粒85～87重量份、從丙烯酸類粘合劑、乙基纖維素、丁基溶纖劑、聚乙烯醇中至少選擇1種的粘合劑1.5～10重量份、從α-松油醇和乙二醇中至少選擇1種的溶劑1.5～10重量份混合形成的組合物(糊狀物)。
另外，在具有通孔部分63、63的生片50的上面，印刷形成靜電電極等時通常使用的導電糊狀物，形成導電糊狀物層68。
也可以在所述生片50的上面粘接金屬、導電性陶瓷的金屬絲、箔等來代替所述導電糊狀物。
(3)生片的疊層工序在印刷了導電糊狀物層62的生片50的上面，疊放上多張沒有印刷導電糊狀物的生片50，在印刷了導電糊狀物層62的生片50下面，疊放上具有導電糊狀物層68的生片。然后，在具有導電糊狀物層68的生片的下面，再疊放上多張什么也沒有印刷的生片50(圖1a)。
此時，使疊放在印刷了導電糊狀物層62的生片上側的生片50的張數(shù)比疊放在下側的生片50的張數(shù)多，制作的電阻發(fā)熱體的位置偏向底面一側。具體地說，優(yōu)選上側的生片50的疊放張數(shù)為20～50張，下側的生片50的疊放張數(shù)為5～20張。
(4)生片層疊體的燒結工序進行生片層疊體的加熱、加壓，使生片50和內(nèi)部的導電糊狀物層62、68等燒結，制作陶瓷基板11、電阻發(fā)熱體12和導體電路18等。所述加熱溫度優(yōu)選為1000～2000℃，此外所述加壓的壓力優(yōu)選為10～20MPa左右。所述加熱可以在氬氣、氮氣等惰性氣體介質(zhì)中進行。
然后，在陶瓷基板11的底面11b上打出用于插入測溫元件的有底孔(圖中沒有表示)。該有底孔可以在表面研磨后，通過鉆孔或噴砂等表面處理等方法制作。所述有底孔和凹陷也可以在后面介紹的陶瓷基板11和接頭保護筒17接合后制作，也可以在生片50上預先設置有底孔部分，在疊放和燒結生片50的同時形成。
為了使用于連接內(nèi)部電阻發(fā)熱體12的通孔13、13露出，作成口袋形孔19。該口袋形孔19也可以在陶瓷基板11和接頭保護筒17接合后制作。
(5)接頭保護筒的制作把氮化鋁等陶瓷粉末裝入筒形成型模具中成型，根據(jù)需要進行切斷。把它在1000～2000℃的加熱溫度、常壓下燒結，制作陶瓷的接頭保護筒17。燒結在惰性氣體介質(zhì)中進行。惰性氣體可以使用例如氬氣、氮氣等。其中優(yōu)選在所述陶瓷粉末中含有氧化釔等助燒結劑。此外接頭保護筒17的大小作成陶瓷基板11內(nèi)的通孔13、13能放入它的內(nèi)側。
然后把所述接頭保護筒17接合的端面研磨平。例如把陶瓷體表面研磨成鏡面，使JIS B0601 Rmax小于0.1μm，然后進行噴砂處理，使JIS B0601 Rmax大于等于0.1μm。研磨使用金剛石砂輪或金剛石磨漿進行拋光形成鏡面。噴砂用SiC、氧化鋯、氧化鋁等進行。使陶瓷基板11和筒形體17的接合面最大面粗糙度(JIS B0601 Rmax)大于等于0.1μm。這是因為超過0.1μm的話，容易在接合面生成氣孔。
(6)涂敷接合輔助劑的工序接合輔助劑可以使用水溶性的氯化釔、硫酸釔、醋酸釔、硝酸釔。溶液的濃度可以在0.3mol/l或0.3mol/l以上，或相反在0.2mol/l或0.2mol/l以下。如前面所說的那樣，這是為了使粗氣孔容易生成。
然后在所述(5)的工序制造的陶瓷基板11和(或)接頭保護筒17的接合面上，涂敷液態(tài)物210(圖1b)。
所述液態(tài)物的溶劑優(yōu)選為水、酒精等。因為氯化釔可以溶解在這些溶劑中。
(7)陶瓷基板和接頭保護筒的接合工序把接頭保護筒17放置在完成所述工序(6)的涂敷工序的陶瓷基板11上，通過對陶瓷基板11和接頭保護筒17進行加熱，使液態(tài)物成為陶瓷接合層21，通過該陶瓷接合層21把陶瓷基板11和接頭保護筒17接合。此時把接頭保護筒17接合在陶瓷基板11底面11b上，使基板11內(nèi)的通孔13、13放在接頭保護筒17內(nèi)徑的內(nèi)側(圖1c)。
此外在陶瓷基板11和接頭保護筒17的接合中，用0.49～9.8KPa/cm2的壓力把該接頭保護筒17壓緊在陶瓷基板11上，優(yōu)選通過在該狀態(tài)下加熱進行接合。這是因為在這樣加壓狀態(tài)下進行接合，可以使兩者接合得更牢固。
在陶瓷基板11和接頭保護筒17接合時，優(yōu)選在1800℃或1800℃以下比較低的溫度加熱。使接合輔助劑的濃度高達0.3mol/l或0.3mol/l以上，或相反在0.2mol/l或0.2mol/l以下。其原因是在0.2～0.3mol/l范圍接合輔助劑迅速擴散，而且構成陶瓷的顆粒充分長大，不在接合界面生成氣孔，為了可以接合所以優(yōu)選所述范圍。
在本發(fā)明中特意調(diào)整Rmax，調(diào)整該Rmax超過0.1μm，將接合時的加熱溫度調(diào)整到1800℃或1800℃以下，調(diào)整氣孔的直徑、形狀。
(8)接頭等的安裝把外部接頭23和焊錫或焊料一起填到上述接頭保護筒17內(nèi)側的口袋形孔19中，利用加熱后軟溶，把外部接頭23連接在通孔13、13上(圖1d)。上述加熱溫度在焊錫處理的情況下適于在90～450℃，在焊料處理的情況下適于在900～1100℃。
然后通過插座25將該外部接頭23連接在連接電源的導線230上(參照圖3)，再將測溫元件熱電偶180等插入有底孔14內(nèi)，用耐熱性樹脂等密封。這樣來制造底面裝備有氮化鋁制的接頭保護筒的電熱板。
該電熱板的上面裝載硅片等半導體晶片或者用升降支桿和支桿等支撐硅片等，然后可以用于進行硅片等的加熱和冷卻的同時進行清洗等操作。
在制造所述電熱板時，陶瓷基板內(nèi)設置靜電電極的情況下，可以作為靜電吸盤。此時，連接靜電電極和外部接頭的通孔是必須的，而沒有必要形成插入支桿的貫通孔。
所述陶瓷基板內(nèi)設置電極的情況，與作成電阻發(fā)熱體的情況相同，可以在生片表面形成作為靜電電極的導電糊狀物層。
所述接合體用于半導體制造-檢查裝置的情況下，內(nèi)部設置有導體的陶瓷基板被固定在有底板的支撐容器上部，并且優(yōu)選從所述導體接出的配線配置在所述陶瓷基板底面上接合的接頭保護筒內(nèi)。其原因是為了防止所述配線因暴露在腐蝕性氣體等中而被腐蝕。
本發(fā)明接合體的陶瓷基板內(nèi)的導體是電阻發(fā)熱體和導體電路的情況下，所述接合體具有電熱板的功能。
下面對用上述方法制造的本發(fā)明的陶瓷接合體結構進行說明。
圖2為示意表示的作為構成本發(fā)明的陶瓷復合體的陶瓷基板一個示例的電熱板的平面圖。圖3為其斷面圖，圖4為圖3所示的接頭保護筒附近局部放大的斷面圖。
如圖3所示，在該電熱板10上，接頭保護筒17直接接合固定在圓板形陶瓷基板11底面11b中心附近。在所述陶瓷基板11和接頭保護筒17的接合部分形成含有氮化鋁的陶瓷接合界面21。此外由于接頭保護筒17與支撐容器底板(圖中沒有表示)形成緊密連接，從圖中雖然不能清楚地看出來，實際上該接頭保護筒17的內(nèi)側和外側是完全隔開的。
在所述一個陶瓷基板11和所述其它陶瓷筒(接頭保護筒)的接合界面21上形成接合輔助劑層21，而且必須在所述接合輔助劑層21中形成所述粗氣孔。所以所述接合輔助劑層是以接合輔助劑為主要成分的區(qū)域，或指接合輔助劑濃度相對較高的層狀區(qū)域。圖10所示接合界面電子顯微鏡照片清楚地顯示了該接合輔助劑層的結構，可以觀察到中間接合界面黑色的氣孔和白色不連續(xù)的接合輔助劑層。白色部分是釔化合物，看到的黑色部分是氣孔。圖10c、圖10d為釔化合物放大的照片。釔化合物和AlN接觸的部分形成YAG(釔-鋁的回絲)，照片上為灰色。
所述粗氣孔平均直徑為2000μm或2000μm以下，優(yōu)選為2～1000μm。接合輔助劑層厚度為0.1～100μm。接合輔助劑層使陶瓷體之間牢固地粘接。
在圖11中陶瓷體和另一個陶瓷體的接合界面上不存在接合輔助劑層，看不到陶瓷顆粒長大相互進入、組合形成一體的情況。并且粗氣孔由陶瓷體表面以及粗氣孔與生長顆粒的各邊界構成。該粗氣孔的大小為平均直徑在15μm左右，接合輔助劑層的厚度為5μm左右。也就是從圖11a、圖11b可以看出，接合界面存在連續(xù)的粗氣孔。此外從圖11c可以看出接合界面上接合輔助劑相對較多的層不明顯。這是因為如果釔多的層存在的話，X射線反射為白色。
如圖2所示，在陶瓷基板11內(nèi)有由同心圓形電路構成的電阻發(fā)熱體12，這些電阻發(fā)熱體12相互靠近的兩個同心圓之間作為1組電路，連接成1根線。
如圖3所示，在電阻發(fā)熱體12和底面11b之間，形成向陶瓷基板11中心方向延伸的導體電路18，電阻發(fā)熱體端部12a和導體電路18的一端通過輔助孔130連接。
該導體電路18的形成是為了在中央部埋設電阻發(fā)熱體端部12a，在陶瓷基板11內(nèi)部，在延伸到接頭保護筒17內(nèi)側附近的導體電路18的另一端的正下方形成通孔13和使此通孔13露出的口袋形孔19，此通孔13通過焊錫層(圖中沒有表示)與前端為T字形的外部接頭23連接。
電阻發(fā)熱體端部12a存在于接頭保護筒17內(nèi)側的情況下，由于無須輔助孔或?qū)w電路，可以直接在電阻發(fā)熱體端部形成通孔13，通過焊錫層與外部接頭23連接。
在這些外部接頭23上安裝具有導線230的插座25，此導線230從底板(圖中沒有表示)上的貫通孔引到外部，與電源等(圖中沒有表示)連接。
另一方面，在陶瓷基板11的底面11b形成的有底孔14，插入具有引線290的熱電偶等測溫元件180，用耐熱樹脂、陶瓷等(硅膠等)密封。該引線290穿過絕緣子(圖中沒有表示)內(nèi)，通過在支撐容器底板形成的貫通孔(圖中沒有表示)引到外部，絕緣子內(nèi)部也與外部隔開。在靠近陶瓷基板11中央的部分，設置用于插入升降支桿(圖中沒有表示)的貫通孔15。
所述升降支桿的上面放置硅片等被處理物，可以上下移動，這樣，硅片可以轉(zhuǎn)交給圖中沒有表示的輸送器，輸送器得到硅片的同時把硅片放到陶瓷基板11的加熱面11a上進行加熱，把硅片支撐在距加熱面11a50～2000μm的狀態(tài)，進行加熱。
也可以是在陶瓷基板11上設置貫通孔或凹陷部位，該貫通孔或凹陷部位插入前端為尖塔形或半球形的支桿，將支桿在比陶瓷基板11稍稍突出的狀態(tài)固定，通過用上述支桿支撐硅片，保持硅片距加熱面11a50～2000μm的狀態(tài)下進行加熱。
圖中雖然沒有表示，也可以在支撐容器的底板設置冷卻介質(zhì)導入管等。此時，通過配管把冷卻介質(zhì)導入該冷卻介質(zhì)導入管，可以控制陶瓷基板11的溫度或冷卻速度等。
關于上述加熱板10，通過陶瓷接合層21把接頭保護筒17接合在陶瓷基板11的底面11b，此接頭保護筒17安裝在圖中沒有表示的支撐容器的底板(容器壁)上，所以此接頭保護筒17的內(nèi)側和它的外側處于完全隔離的狀態(tài)。
因此通過用管狀部件保護從底板貫通孔引出的導線230，在加熱板10周圍形成含活性氣體或鹵素氣體的環(huán)境時，即使這些活性氣體等容易進入支撐容器內(nèi)部，接頭保護筒17內(nèi)的配線等也不會被腐蝕。因為從測溫元件180出來的分線290用絕緣子等保護，所以也不會被腐蝕。
并且通過使惰性氣體等慢慢流進接頭保護筒17內(nèi)，活性氣體或鹵素氣體等則不流入接頭保護筒17內(nèi)部，可以進一步防止導線230的腐蝕。
由于所述接頭保護筒17還具有牢固支撐陶瓷基板11的作用，所以即使陶瓷基板11被加熱到高溫時，也可以防止因自重造成的翹曲，其結果可以防止硅片等被處理物的破損，同時也可以使該被處理物在加熱時處于均勻的溫度。
下面對本發(fā)明的陶瓷接合體本身進行說明。制成陶瓷基板11的陶瓷可以舉出氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、氧化物陶瓷等。由于氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、氧化物陶瓷等熱膨脹系數(shù)比金屬小，機械強度比金屬高得多，所以即使陶瓷基板厚度薄，也不會因加熱造成翹曲或畸變。因此可以把陶瓷基板做得薄而輕。此外由于陶瓷基板的導熱率高，陶瓷基板本身薄，因而陶瓷基板表面溫度可以迅速隨電阻發(fā)熱體溫度的變化而改變。也就是通過改變電壓、電流值，使電阻發(fā)熱體的溫度變化，從而可以控制陶瓷基板的表面溫度。
作為所述氮化物陶瓷，可以舉出例如氮化鋁、氮化硅、氮化硼、氮化鈦等。它們可以單獨使用，也可以同時使用2種或2種以上。
作為碳化物陶瓷，可以舉出例如碳化硅、碳化鋯、碳化鈦、碳化鉭、碳化鎢等。它們可以單獨使用，也可以同時使用2種或2種以上。
作為氧化物陶瓷，可以舉出例如氧化鋁、堇青石、莫來石、二氧化硅、氧化鈹?shù)取Ｋ鼈兛梢詥为毷褂?，也可以同時使用2種或2種以上。
其中最優(yōu)選氮化鋁。由于通過使陶瓷基板11和陶瓷接合層21采用相同的材質(zhì)，而使兩者之間熱膨脹率的差變小，所以接合后的殘余應力變小，在接合部分就不會產(chǎn)生裂紋等。此外由于氮化鋁具有優(yōu)良的耐蝕性，即使是在腐蝕性氣體的環(huán)境下，陶瓷基板11也不會腐蝕。由于導熱率高達180W/mK，隨溫度的變化性能也好。
陶瓷基板11的亮度基于JIS Z 8721標準的值優(yōu)選為N6或N6以下。具有這樣亮度的基板的輻射熱量和隱蔽性優(yōu)良。此外這樣的加熱板可以用紅外線測溫儀正確地測定表面溫度。
其中亮度N的定義方法如下，將理論的黑的亮度設為0，將理論的白的亮度設為10，在黑亮度和白亮度之間根據(jù)其顏色亮度的感覺把各種顏色等分為10份，用標號N0～N10表示。實際測定是與N0～N10對應的比色表進行比較。此時小數(shù)點后為1位是0或5。
具有這樣特性的陶瓷基板11可以在基板中含有100～5000ppm左右的碳得到。碳有無定形的和結晶態(tài)的，由于無定形碳可以抑制基板在高溫時體積電阻率降低，結晶態(tài)的碳則可以抑制基板在高溫時導熱率降低，所以根據(jù)制造基板的目的等可以適當選擇碳的種類。
無定形的碳例如可以通過將僅由C、H、O組成的烴類化合物優(yōu)選糖類在空氣中燒成得到，作為結晶態(tài)的碳，可以使用石墨粉等。此外把丙烯酸類樹脂在惰性氣體環(huán)境下熱分解后加熱加壓，可以得到碳，通過改變此丙烯酸類樹脂的酸值還可以調(diào)整結晶性(非結晶性)的程度。
陶瓷基板11的形狀優(yōu)選為如圖2所示的圓板形，其直徑優(yōu)選為200mm或200mm以上，最優(yōu)選為250mm或250mm以上。圓板形的陶瓷基板11要求溫度的均勻性，而直徑越大的基板溫度越容易不均勻。
陶瓷基板11的厚度優(yōu)選為50mm或50mm以下，更優(yōu)選為20mm或20mm以下。此外最優(yōu)選為1～5mm。其厚度過薄，則在高溫加熱時容易發(fā)生翹曲，另一方面厚度過厚時，熱容過大，升降溫特性降低。
另外，陶瓷基板11本身的氣孔率優(yōu)選為0或5％或5％以下。該氣孔率通過用阿基米德法測定。因為在此氣孔率范圍的話，能有效地抑制高溫的導熱率降低、發(fā)生翹曲。
作為構成接頭保護筒17的陶瓷，可以舉出氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、氧化物陶瓷等，其中最優(yōu)選氮化鋁的氮化物陶瓷。
接頭保護筒17和陶瓷接合層21采用相同材質(zhì)的話，由于兩者之間熱膨脹率的差別小，所以接合后的殘余應力小，在接合部分不會產(chǎn)生裂紋等。另外，由于氮化鋁具有優(yōu)良的耐蝕性，即使是在腐蝕性氣體的環(huán)境下，陶瓷基板11也不會被腐蝕。由于導熱率高達180W/m·K，隨溫度的變化性能也好。
作為電阻發(fā)熱體12的圖形，除圖2所示的同心圓形以外，還可以舉出旋渦形、橢圓形、同心圓形和曲線形組合等形式。此外，電阻發(fā)熱體12的厚度優(yōu)選為1～50μm，其寬度優(yōu)選為5～20μm。
通過改變電阻發(fā)熱體12的厚度和寬度可以改變其電阻值，但所述范圍是最實用的。電阻發(fā)熱體12的厚度越薄或其寬度越窄，其電阻值越大。
電阻發(fā)熱體12的斷面可以是方形、橢圓形、紡錘形、拱形中的任一種，優(yōu)選是扁平的形狀。扁平形容易向加熱面11a放熱，可以較多地向加熱面11a傳送熱量，加熱面11a的溫度不會不同。此外，電阻發(fā)熱體12也可以是螺旋形的。
在加熱板10中，對電阻發(fā)熱體構成的電路數(shù)沒有特別的限定，只需為1個或1個以上，為了使加熱面11a均勻加熱，優(yōu)選形成多個電路。
在陶瓷基板11內(nèi)形成電阻發(fā)熱體12時，其形成的位置沒有特別的限定，優(yōu)選在從陶瓷基板11底面11b到其厚度的60％位置至少形成1層。因為熱量在傳遞到加熱面11a期間擴散，在加熱面11a的溫度容易均勻。
在陶瓷基板11內(nèi)形成電阻發(fā)熱體12時，優(yōu)選使用由金屬或?qū)щ娦蕴沾山M成的導體糊狀物。也就是在陶瓷基板11內(nèi)形成電阻發(fā)熱體12時，在生片上形成導體糊狀物層后，通過將生片疊放、燒結，在內(nèi)部制成電阻發(fā)熱體12。
對所述導體糊狀物沒有特別的限定，但為了確保導電性，除了含有金屬顆?；?qū)щ娦蕴沾梢酝?，還優(yōu)選含有樹脂、溶劑、增粘劑等。所述金屬顆粒例如優(yōu)選稀有金屬(金、銀、白金、鈀)、鉛、鎢、鉬、鎳等。這些可以單獨使用，也可以同時使用2種或2種以上。因為這些金屬比較難氧化，具有足夠的用于發(fā)熱的電阻值。
所述金屬顆粒的形狀可以是球形，也可以是鱗片形。在使用這些金屬顆粒時，也可以是所述球形和所述鱗片形的混合物。所述金屬顆粒是鱗片形或球形與鱗片形的混合物的情況下，金屬顆粒之間容易存有金屬氧化物，有利于確保電阻發(fā)熱體12和陶瓷基板11緊密結合，而且有利于使電阻值變大。
作為所述導電性陶瓷，例如可以舉出鎢、鉬的碳化物等。它們可以單獨使用，也可以同時使用2種或2種以上。優(yōu)選這些金屬顆?；?qū)щ娦蕴沾深w粒的顆粒直徑為0.1～100μm。這是因為細到小于0.1μm時，容易發(fā)生氧化，另一方面，超過100μm時，難以進行燒結，電阻值變大。
作為導體糊狀物中使用的樹脂，例如可以舉出環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂等。作為溶劑，例如可以舉出異丙醇等。作為增粘劑，可以舉出纖維素等。
在基板內(nèi)形成導體電路18時，除了可以使用形成所述電阻發(fā)熱體12時使用的金屬或?qū)щ娦蕴沾蓸嫵傻膶w糊狀物以外，還可以使用形成電極等時通常使用的導體糊狀物。
對于導體電路18的大小沒有特別的限定，優(yōu)選寬為0.1～50mm、厚為0.1～500μm，可以適當調(diào)整長度，使其與從電阻發(fā)熱體12端部到接合在陶瓷基板11中央附近的筒形體17內(nèi)側的距離一致。
本發(fā)明的加熱板10優(yōu)選在100℃或100℃以上使用，最優(yōu)選在200℃或200℃以上使用。
本發(fā)明中，為了防止通過插座25與外部接頭23連接的導線230與其它導線230之間發(fā)生短路等，優(yōu)選使用耐熱性的絕緣材料覆蓋。作為這樣的絕緣材料，可以舉出氧化鋁、二氧化硅、莫來石、堇青石等的氧化物陶瓷、氮化硅、碳化硅等。
圖2、圖3和圖4所示的加熱板10中，通常陶瓷基板11配合在支撐容器(圖中沒有表示)的上部，在其它實施方式中，也可以將基板放在上端有基板放置部位的支撐容器上面，并用螺釘?shù)裙潭ú考潭āＨ鐖D3所示，在本發(fā)明中測溫元件180可以使用熱電偶。用熱電偶測定電阻發(fā)熱體12的溫度，以此數(shù)據(jù)為基礎，改變電壓、電流量可以控制溫度。
所述熱電偶引線接合部位的大小與各引線的導線束的直徑相同，或比其大但小于等于0.5mm較好。這樣的結構，接合部位的熱容小，溫度準確或根據(jù)電流值迅速變化。因此能提高溫度控制性能，晶片加熱面11a的溫度分布小。
作為所述熱電偶，例如可以舉出如JIS-C-1602(1980)舉出的K型、R型、B型、E型、J型、T型熱電偶。
除了所述熱電偶以外，作為本發(fā)明的加熱板10的測溫方法，除白金測溫電阻器、熱電阻器等測溫元件以外，還可舉出使用紅外線測溫儀等光學裝置的測溫方法。
使用所述紅外線測溫儀的情況下，除了可以測定陶瓷基板11的加熱面11a溫度以外，還可以直接測定硅片等被加熱物表面的溫度，所以可以提高被加熱物的溫度控制準確度。
構成本發(fā)明復合體的陶瓷基板是用于半導體制造和半導體檢查的陶瓷基板，具體可以舉出例如靜電吸盤、接受器、加熱板(陶瓷加熱器)等。
所述加熱板是在陶瓷基板內(nèi)僅設置電阻發(fā)熱體的裝置，因此可以將硅片等被處理物放置在陶瓷基板表面或與陶瓷基板表面保持一定間隔，進行加熱到規(guī)定的溫度或清洗。
構成所述復合體的陶瓷基板內(nèi)部形成的導體是靜電電極和導體電路的情況下，所述復合體具有靜電吸盤的功能。
圖5為示意表示的這樣的靜電吸盤的縱斷面圖，圖6為其局部放大斷面圖，圖7為示意表示的構成靜電吸盤的基板上形成的靜電電極附近的水平斷面圖。
在構成該靜電吸盤30的陶瓷基板31內(nèi)部，相向設置半圓形吸盤正負極靜電層32a、32b，在這些靜電電極上形成陶瓷電介質(zhì)膜34。此外在陶瓷基板31內(nèi)部設有電阻發(fā)熱體320，可以加熱硅片等被處理物。根據(jù)需要還可以在陶瓷基板31中埋設RF電極。
所述靜電電極為優(yōu)選由稀有金屬(金、銀、白金、鈀)、鉛、鎢、鉬、鎳等金屬或鎢、鉬的碳化物等的導電性陶瓷構成的電極。這些可以單獨使用，也可以同時使用2種或2種以上。
如圖5、圖6所示，該靜電吸盤30在陶瓷基板31中形成靜電電極32a、32b，靜電電極32a、32b的端部正下方有通孔33，除了在靜電電極32上形成陶瓷電介質(zhì)膜34以外，其它與所述加熱板10的結構相同。
也就是在陶瓷基板31底面中央附近接合有接頭保護筒37，在接頭保護筒37內(nèi)側上方有通孔33、330，這些通孔33、330連接在靜電電極32a、32b和電阻發(fā)熱體320上，同時連接在插入口袋形孔390的外部接頭360上，該外部端子360的一端上連接具有導線331的插座350，該導線331通過貫通孔(圖中沒有表示)引到外面。
端部在接頭保護筒37外側的電阻發(fā)熱體320的情況與圖2～4所示的加熱板10的情況相同，通過形成輔助孔39、導體電路380和通孔330，使電阻發(fā)熱體320的端部延伸到筒形體37內(nèi)側(參照圖6)。因此通過將外部接頭360插入露出通孔330的口袋形孔390進行連接，可以把外部接頭360放入筒形體37內(nèi)側。
使這樣的靜電電極30工作時，電阻發(fā)熱體320和靜電電極32上分別施加電壓。這樣，放置在靜電吸盤30上的硅片被加熱到規(guī)定溫度的同時被靜電吸附在陶瓷基板31上。另外，該靜電吸盤不一定設有電阻發(fā)熱體320。
圖8為示意表示的在另外的靜電吸盤的基板上形成的靜電電極的水平斷面圖。在基板71內(nèi)由半圓弧形部分72a與梳子齒形部分72b組成的吸盤正極靜電層72和同樣由半圓弧形部分73a與梳子齒形部分73b組成的吸盤負極靜電層73，以梳子齒部分72b、73b相互交叉，相向設置。
圖9為示意表示的在另外的靜電吸盤的基板上形成的靜電電極的水平斷面圖。該靜電吸盤中，基板81內(nèi)部形成4分之1圓的形狀的吸盤正極靜電層82a、82b和吸盤負極靜電層83a、83b。2個正極靜電層82a、82b和2個吸盤負極靜電層83a、83b分別交叉。在圓形等的電極形成分割形式電極的情況下，對分割的數(shù)目沒有特殊的限制，也可以是分成5份或5份以上，其形狀也不限定為扇形。
實施例下面進一步對本發(fā)明的實施方式進行具體的說明。
(實施例1)靜電吸盤的制造(參照圖5～7)(1)使用混合了100重量份的氮化鋁粉末(德山社制，平均顆粒直徑0.6μm)、4重量份的氧化釔(平均顆粒直徑0.4μm)、11.5重量份的丙烯酸類樹脂粘合劑、0.5重量份的分散劑和53重量份的由1-丁醇和乙醇組成的醇的組合物，用刮刀法成型，得到厚度0.47mm的生片。
(2)然后將該生片在80℃干燥5小時后，制作成不進行任何加工的生片，以及進行沖孔，制作設置了用于連接電阻發(fā)熱體和導體電路的輔助孔用貫通孔的生片、設置了用于連接導體電路和外部接頭的輔助孔用貫通孔的生片、設置了用于連接靜電電極和外部接頭的通孔用貫通孔的生片。
(3)將100重量份的平均顆粒直徑1μm的鎢碳化物顆粒、3.0重量份的丙烯酸類樹脂粘合劑、3.5重量份的α-松油醇溶劑、0.3重量份的分散劑混合后，調(diào)制成導體糊狀物A。
將100重量份的平均顆粒直徑3μm的鎢顆粒、1.9重量份的丙烯酸類樹脂粘合劑、3.7重量份的α-松油醇溶劑、0.2重量份的分散劑混合后，調(diào)制成導體糊狀物B。
(4)在設有輔助孔用貫通孔的生片表面上，用絲網(wǎng)印刷法印刷導體糊狀物A，印刷構成電阻發(fā)熱體的導體糊狀物層。在用來連接導體電路和外部接頭的設有通孔用貫通孔的生片表面上，用絲網(wǎng)印刷法印刷所述導電性糊狀物A，印刷構成導體電路的導體糊狀物層。此外在不進行任何加工的生片上形成由圖7所示形狀的靜電電極構成的導體糊狀物層。
在用于連接電阻發(fā)熱體和導體電路的輔助孔用貫通孔和用于連接外部接頭的通孔用貫通孔中，填充導體糊狀物B。
然后把所述處理后的各生片如下疊放。
首先把34張僅形成通孔33部分的生片疊放在印刷有構成電阻發(fā)熱體的導體糊狀物層的生片上面(加熱面一側)，緊靠其下側(底面一側)疊放印刷有構成導體電路的導體糊狀物層的生片，然后在其下面疊放12張形成通孔33、330、330部分的生片。
在這樣疊放后的生片的最上面，疊放印刷有構成靜電電極的導體糊狀物層的生片，再在其上面疊放上2張不經(jīng)任何加工的生片，在130℃用8MPa的壓力把這些生片壓實，成為層疊體。
(5)然后在氮氣中。于600℃，對所述層疊體脫脂5小時，隨后在1890℃、15MPa壓力的條件下熱壓3小時，得到厚3mm的陶瓷板狀體。將其切成直徑為230mm的圓板，作成內(nèi)部有厚5μm、寬2.4mm的電阻發(fā)熱體320、厚20μm、寬10mm的導體電路380和厚6μm的吸盤正極靜電層32a、具有吸盤負極靜電層32b的陶瓷基板31。
(6)然后將(5)得到的陶瓷基板31用金剛石砂輪研磨后，放上掩模，用玻璃球的噴射處理，在表面上形成熱電偶用的有底孔300，在陶瓷基板31底面31b上挖出形成通孔33、33的部分，形成口袋形孔390。
(7)使用混合100重量份的氮化鋁粉末(德山社制，平均顆粒直徑0.6μm)、4重量份的氧化釔(平均顆粒直徑0.4μm)、11.5重量份的丙烯酸類樹脂粘合劑、0.5重量份的分散劑和53重量份的由1-丁醇和乙醇組成的醇的組合物，用噴霧干燥法制成顆粒，將所述顆粒放入管狀模具中，在常壓，1890℃燒結，研磨端面，使Rmax為1μm、平面度為2.1μm，制作成長200mm、外徑52mm、內(nèi)徑39mm的氮化鋁制接頭保護筒。
(8)將陶瓷基板和接頭保護筒的接合界面用800#金剛石砂輪研磨底面，然后用平均顆粒直徑0.25μm的研磨膏拋光，然后再用平均顆粒直徑1、10、50μm的SiC進行噴砂處理，使Rmax為2、15、80μm，將表1所示濃度(0.3mol/l)的氯化釔水溶液涂敷在陶瓷基板31底面31b和接頭保護筒37的接合面。
(9)此后將接頭保護筒37放置在涂敷后的陶瓷基板31上，在表1條件下加熱(1750℃)，使陶瓷基板31和接頭保護筒37接合。在接合時，不對陶瓷基板31或接頭保護筒37施加壓力，僅承受接頭保護筒的自身重量。此外以口袋形孔390處于保護筒37內(nèi)徑的內(nèi)側的位置確定保護筒37的位置，使其與陶瓷基板11接合。
(10)然后在接頭保護筒37內(nèi)的口袋形孔390上，用銀焊料(重量百分比Ag40％、Cu30％、Zn28％、Ni1.8％、其余其它元素、軟熔溫度800℃)安裝外部接頭360。通過插座350把導線331連接在外部接頭360上。
(11)把控制溫度的熱電偶插入有底孔300，填充硅溶膠，在190℃固化2小時，使其凝膠化，從而通過氮化鋁組成的陶瓷接合層21將接頭保護筒接合在內(nèi)部有靜電電極、電阻發(fā)熱體、導體電路、輔助孔和通孔的陶瓷基板底面上，制成所述陶瓷基板具有靜電吸盤功能的陶瓷復合體。接合界面結構如圖10所示。可以觀察到斷面扁平形的氣孔。陶瓷基板和保護管的燒結后陶瓷顆粒平均直徑都是8μm。
(實施例2)制造加熱板(參照圖1、圖2～圖4)(1)使用混合100重量份的氮化鋁粉末(德山社制，平均顆粒直徑0.6μm)、4重量份的氧化釔(平均顆粒直徑0.4μm)、11.5重量份的丙烯酸類樹脂粘合劑、0.5重量份的分散劑和53重量份的由1-丁醇和乙醇組成的醇的糊狀物，用刮刀法成型，得到厚度0.47mm的生片。
(2)然后將該生片在80℃干燥5小時后，用沖孔的方法制成圖2所示的插入用于運送硅片等升降支桿的貫通孔15部分、構成輔助孔部分630、構成通孔部分63、63。
(3)混合100重量份的平均顆粒直徑1μm的鎢碳化物顆粒、3.0重量份的丙烯酸類樹脂粘合劑、3.5重量份的α-松油醇溶劑和0.3重量份的分散劑后，調(diào)制成導體糊狀物A。
將100重量份的平均顆粒直徑3μm的鎢顆粒、1.9重量份的丙烯酸類樹脂粘合劑、3.7重量份的α-松油醇溶劑、0.2重量份的分散劑混合后，調(diào)制成導體糊狀物B。
在形成輔助孔的部分630的生片表面上，用絲網(wǎng)印刷法印刷導體糊狀物A，形成電阻發(fā)熱體用的導體糊狀物層62。印刷的圖案作成圖2所示的同心圓圖案，導體糊狀物層62的寬度為10mm，其厚度為12μm。
隨后在形成通孔部分63的生片上，用絲網(wǎng)印刷法印刷導體糊狀物A，形成導體電路用導體糊狀物層68。印刷的形狀為帶狀。
在輔助孔部分630和通孔部分63、63中填充導體糊狀物B。
在印刷有完成所述處理的導體糊狀物層62的生片上，疊放37張不印刷導體糊狀物的生片，在其下面疊放印刷了導體糊狀物層68的生片，然后再在其下面疊放12張不印刷導體糊狀物的生片，在130℃、8MPa壓力下層壓。
(4)然后在氮氣中，600℃下，將得到的層疊體脫脂5小時，隨后在1890℃、15MPa壓力的條件下熱壓10小時，得到厚3mm的陶瓷板狀體。將其切成直徑230mm的圓板，研磨底面，使中心線平均粗糙度(Ra)為2.2μm，平面度為2.2μm，作成內(nèi)部有厚6μm、寬10mm的電阻發(fā)熱體12、厚20μm、寬10mm的導體電路18、輔助孔130和通孔13、13的陶瓷基板11。
(5)然后將(4)得到的陶瓷基板11用金剛石砂輪研磨后，放上掩模，用玻璃球的噴射處理，在表面上形成熱電偶用的有底孔14，在陶瓷基板11底面11b上挖出形成通孔13、13部分，形成口袋形孔19。
(6)使用將100重量份的氮化鋁粉末(德山社制，平均顆粒直徑0.6μm)、4重量份的氧化釔(平均顆粒直徑0.4μm)、11.5重量份的丙烯酸類樹脂粘合劑、0.5重量份的分散劑和53重量份的由1-丁醇和乙醇組成的醇混合后的組合物，用噴霧干燥法制成顆粒，將所述顆粒放入管狀模具中，在常壓下，1890℃進行燒結，研磨端面，使Rmax為0.2μm、平面度為2.2μm，制成長200mm、外徑52mm、內(nèi)徑39mm的氮化鋁制接頭保護筒17。
(7)陶瓷基板和接頭保護筒的接合界面用800#金剛石砂輪研磨底面，然后用平均顆粒直徑0.25μm的研磨膏拋光，然后再用平均顆粒直徑0.1、50、100μm的SiC進行噴砂處理，使Rmax為0.2、80、120μm，平面度為2.0μm，把表2所示濃度(0.11mol/l)的硝酸釔水溶液涂敷在陶瓷基板31底面31b和接頭保護筒37的接合面。
(8)把接頭保護筒37放置在涂敷后的陶瓷基板31上，加熱到1800℃，使陶瓷基板31和接頭保護筒37接合。
在接合時，不對陶瓷基板31或接頭保護筒37施加壓力，僅承受接頭保護筒的自身重量。此外以口袋形孔390處于保護筒37內(nèi)徑的內(nèi)側的位置確定保護筒37的位置，使其與陶瓷基板11接合。
(9)然后在接頭保護筒37內(nèi)的口袋形孔19上用銀焊料(重量百分比Ag40％、Cu30％、Zn28％、Ni1.8％、其余其它元素、軟熔溫度800℃)安裝外部接頭23。通過插座25把導線230連接在外部接頭23上。
(10)將控制溫度的熱電偶插入有底孔14，填充硅溶膠，在190℃固化2小時，使其凝膠化，把氮化鋁制接頭保護筒接合在內(nèi)部設有電阻發(fā)熱體、導體電路、輔助孔和通孔的陶瓷基板底面，制成所述陶瓷基板具有加熱板功能的陶瓷復合體。接合界面結構如圖11所示?？梢杂^察到斷面扁平形的氣孔。
陶瓷基板和保護管的燒結后陶瓷顆粒平均直徑都是8μm。
(實施例3)與實施例1相同，但使用平均顆粒直徑為0.8μm的氮化硅。此外接合輔助劑使用0.1mol/l的硝酸鐿水溶液。陶瓷基板和保護管的燒結后陶瓷顆粒平均直徑都是5μm。
(實施例4)與實施例2相同，但陶瓷基板和保護管的陶瓷顆粒平均直徑都是8μm。調(diào)整平均氣孔直徑為8、1000、2000μm。
(實施例5)與實施例1相同，但升溫到450℃，接合劑層厚度為定值28μm，通過調(diào)整粗氣孔平均直徑改變深寬比，用紅外線測溫儀測定陶瓷基板(加熱板)表面的最高溫度和最低溫度的差，以曲線(圖13)表示它們的關系。
(實施例6)與實施例2相同，但升溫到450℃，改變粗氣孔的平均直徑，用紅外線測溫儀測定陶瓷基板(加熱板)表面的最高溫度和最低溫度的差，以曲線(圖14)表示它們的關系。
(對比例1)除了用平均顆粒直徑0.25μm的金剛石磨漿對陶瓷基板31的接合面進行拋光，使Rmax為0.05μm，使接頭保護筒37端部的平面度為2.0μm，在陶瓷基板31和接頭保護筒37的接合面涂敷0.26mol/l的硝酸釔后，把接頭保護筒37放置在陶瓷基板31上，在1850到1950℃下燒結以外，與實施例1相同，制造陶瓷復合體。接合界面結構如圖12所示。
圖中為沒有氣孔，形成致密的接合界面。在接合界面上可以看到白色的線條，這是釔化合物的層。
研磨接合界面時產(chǎn)生的脫粒凹陷用接合輔助劑填充，觀察斷面時看不到氣孔。
(對比例2)與對比例1相同，但使用氮化硅。此外接合輔助劑使用氯化鐿。
(對比例3)除了用平均顆粒直徑為0.25μm的金剛石磨漿對陶瓷基板31的接合面進行拋光，使Rmax為0.05μm，使接頭保護筒37端部的平面度為2.0μm，在陶瓷基板31和接頭保護筒37的接合面涂敷0.28mol/l的硝酸釔后，把接頭保護筒37放置在陶瓷基板31上，在1900℃燒結以外，與實施例1相同，制造陶瓷接合體。觀察接合界面的斷面時，在接合輔助劑層和其它接合輔助劑層中有氣孔。燒結的陶瓷顆粒平均直徑為8μm，氣孔為4μm。
(對比例4)
與實施例1相同，但涂敷濃度為0.3mol/l的溶液，加熱到1850℃進行處理。由于加熱溫度高，接合輔助劑擴散，使氣孔變大，平均直徑為2050μm。
對實施例1、2和對比例1的陶瓷復合體進行了以下的評價試驗。其結果示于下述的表1。
(對比例5)與實施例3相同，但調(diào)整粗氣孔平均直徑為1μm、2050μm。
(對比例6)與對比例1相同，用平均顆粒直徑10nm的金剛石磨漿拋光，使Ra＝0.1μm、Rmax＝0.01μm。與圖12相同，接合界面沒有氣孔，是致密的接合界面。在接合界面有白色線條的釔化合物層，不存在氣孔。
(1)斷裂強度的測定進行彎曲強度試驗，在25℃和500℃測定接合部位的斷裂強度。
(2)熱沖擊試驗陶瓷基板部分加熱到450℃后浸入水中，測定裂紋擴展到什么部位。
(3)接合界面的腐蝕狀態(tài)把實施例、比較例的復合體安裝在支撐容器上，在用1000W等離子化的CF4氣體介質(zhì)中，放置2小時，檢查接合界面的腐蝕情況。一般氮化鋁難以氟化腐蝕，但接合界面可能因結晶結構不同而容易被腐蝕。
表1

從上述表1所示的結果可以看出，即使與對比例1、2相比，實施例1、2、3的陶瓷復合體的斷裂強度也沒有降低，而且這些接合體的接合界面沒受到CF4氣體的腐蝕。裂紋的擴展也僅僅是基板。另一方面對比例1的接合體上發(fā)現(xiàn)了腐蝕，而且裂紋也發(fā)展到筒。
從對比例6可以看出Ra＝0.1μm時成為鏡面，不能形成氣孔。
從圖13可以看出在氣孔深寬比大于等于1的情況下，陶瓷基板一側的濃度降低顯著。如上所述，估計這是由于斷面形狀為扁平的氣孔，其熱阻效果大的緣故。
如圖14所示，可以看出氣孔的大小大于等于構成陶瓷體的陶瓷顆粒平均直徑的1/2時，熱阻的效果顯著。這是由于氣孔大小小于構成陶瓷體的陶瓷顆粒平均顆粒直徑的1/2時，通過顆粒之間的接觸容易進行熱傳導，熱阻降低。另一方面陶瓷顆粒大小超過2000μm的話，溫度分布變大，氣孔內(nèi)因輻射造成的熱傳遞起支配作用，熱阻的功能降低。
圖15a和圖15b為對有氣孔情況和沒有氣孔情況下的陶瓷基板加熱面溫度分布進行比較的紅外線測溫儀的曲線圖。氣孔與實施例1相當，平均直徑為100μm，深寬比為50。也就是說，可以獲知因陶瓷體接合界面上存在氣孔，陶瓷基板加熱面的溫度均勻性提高。
本發(fā)明的陶瓷接合體由于在陶瓷體接合界面引入了氣孔，具有耐蝕性和抑制裂紋擴展的作用，可以作為用于包括浸蝕-等離子體CVD的各種半導體制造-檢查裝置的加熱板、靜電吸盤和接受器等陶瓷結構體使用。
此外本發(fā)明除了用作加熱半導體晶片的加熱板等以外，也可以作為用環(huán)氧樹脂等的接觸劑或螺釘把光導線路固定在陶瓷基板的加熱面上形成光導線路用溫度控制器而使用。
權利要求
1.陶瓷接合體，其特征在于，陶瓷體之間接合形成的接合體中，在一個陶瓷體與其它陶瓷體的接合界面上形成氣孔。
2.陶瓷接合體，其特征在于，在一個陶瓷體上接合其它陶瓷體形成的陶瓷接合體中，在所述一個陶瓷體與所述的其它陶瓷體的接合界面上有接合輔助劑層，同時在所述接合輔助劑層上形成氣孔。
3.陶瓷接合體，其特征在于，在一個陶瓷體上接合其它陶瓷體形成的陶瓷接合體中，構成所述各陶瓷體的陶瓷顆粒中存在于接合界面的陶瓷顆粒中至少部分由跨越所述接合界面并相互侵入到對方陶瓷體中的生長顆粒構成，同時在所述接合界面上形成氣孔。
4.如權利要求1、2或3所述的陶瓷接合體，其中所述氣孔是大小為2000μm或2000μm以下的粗氣孔。
5.陶瓷接合體，其特征在于，陶瓷體之間接合形成的接合體中，在一個陶瓷體與其它陶瓷體的接合界面上，形成平均直徑比構成陶瓷體的陶瓷顆粒平均顆粒直徑的1/2大、而且大小為2000μm或2000μm以下的粗氣孔。
6.陶瓷接合體，其特征在于，在一個陶瓷體上接合其它陶瓷體形成的陶瓷接合體中，在所述一個陶瓷體與所述其它陶瓷體的接合界面上有接合輔助劑層，同時在所述接合輔助劑層上形成平均直徑比構成陶瓷體的陶瓷顆粒平均顆粒直徑的1/2大、而且大小為2000μm或2000μm以下的粗氣孔。
7.陶瓷接合體，其特征在于，在一個陶瓷體上接合其它陶瓷體形成的陶瓷接合體中，構成所述各陶瓷體的陶瓷顆粒中存在于接合界面的陶瓷顆粒中至少部分由跨越所述接合界面并相互侵入到對方陶瓷體中的生長顆粒構成，同時在所述接合界面上形成平均直徑比構成陶瓷體的陶瓷顆粒平均顆粒直徑的1/2大、而且大小為2000μm或2000μm以下的粗氣孔。
8.陶瓷接合體，其特征在于，陶瓷體之間接合形成的接合體中，在一個陶瓷體與其它陶瓷體的接合界面上形成平均直徑比構成陶瓷體的陶瓷顆粒平均顆粒直徑大、而且大小為2000μm或2000μm以下的粗氣孔。
9.陶瓷接合體，其特征在于，在一個陶瓷體上接合其它陶瓷體形成的陶瓷接合體中，在所述一個陶瓷體與所述其它陶瓷體的接合界面上有接合輔助劑層，同時在所述接合輔助劑層上形成平均直徑比構成陶瓷體的陶瓷顆粒平均顆粒直徑大、而且大小為2000μm或2000μm以下的粗氣孔。
10.陶瓷接合體，其特征在于，在一個陶瓷體上接合其它陶瓷體形成的陶瓷接合體中，構成所述各陶瓷體的陶瓷顆粒中存在于接合界面的陶瓷顆粒中至少部分由跨越所述接合界面并相互侵入到對方陶瓷體中的生長顆粒構成，同時在所述接合界面上形成平均直徑比構成陶瓷體的陶瓷顆粒平均顆粒直徑大、而且大小為2000μm或2000μm以下的粗氣孔。
11.如權利要求10所述的陶瓷復合體，其特征在于，在接合界面形成的所述粗氣孔與陶瓷體中的開氣孔或閉氣孔不同，是由一個陶瓷體表面、另一個陶瓷體表面和因顆粒長大生成的生長顆粒形成的空隙。
12.如權利要求8、9或10所述的陶瓷接合體，所述陶瓷基板的接合面的面粗糙度為JIS B0601 Rmax大于等于0.1μm。
13.陶瓷結構體，其特征在于，內(nèi)部形成導體的陶瓷基板和接合陶瓷體形成的陶瓷結構體中，在所述陶瓷基板和所述陶瓷體的接合界面上形成氣孔。
14.陶瓷結構體，其特征在于，內(nèi)部形成導體的陶瓷基板和接合陶瓷體形成的陶瓷結構體中，在所述陶瓷基板和所述陶瓷體的接合界面上有接合輔助劑層，同時在所述接合輔助劑層上形成氣孔。
15.陶瓷結構體，其特征在于，內(nèi)部形成導體的陶瓷基板和接合陶瓷體形成的陶瓷結構體中，構成陶瓷基板和陶瓷體的陶瓷顆粒中至少部分由跨越所述接合界面并相互侵入到對方陶瓷基板和陶瓷體中的生長顆粒構成，同時在所述接合界面上形成氣孔。
16.如權利要求13、14或15所述的陶瓷結構體，其中所述氣孔是大小為2000μm或2000μm以下的粗氣孔。
17.陶瓷結構體，其特征在于，內(nèi)部形成導體的陶瓷基板和接合陶瓷體形成的陶瓷結構體中，在所述陶瓷基板和所述陶瓷體的接合界面上形成平均直徑比構成陶瓷體的陶瓷顆粒平均顆粒直徑的1/2大、而且大小為2000μm或2000μm以下的粗氣孔。
18.陶瓷結構體，其特征在于，內(nèi)部形成導體的陶瓷基板和接合陶瓷體形成的陶瓷結構體中，在陶瓷基板和陶瓷體的接合界面上有接合輔助劑層，同時在所述接合輔助劑層上形成平均直徑比構成陶瓷體的陶瓷顆粒平均顆粒直徑的1/2大、而且大小為2000μm或2000μm以下的粗氣孔。
19.陶瓷結構體，其特征在于，內(nèi)部形成導體的陶瓷基板和接合陶瓷體形成的陶瓷結構體中，構成陶瓷基板和陶瓷體的陶瓷顆粒的至少部分由跨越所述接合界面并相互侵入到對方陶瓷基板和陶瓷體中的生長顆粒構成，同時在所述接合界面上形成平均直徑比構成陶瓷體的陶瓷顆粒平均顆粒直徑的1/2大、而且大小為2000μm或2000μm以下的粗氣孔。
20.陶瓷結構體，其特征在于，內(nèi)部形成導體的陶瓷基板和接合陶瓷體形成的陶瓷結構體中，在所述陶瓷基板和所述陶瓷體的接合界面上形成平均直徑比構成陶瓷體的陶瓷顆粒平均顆粒直徑大、而且大小為2000μm或2000μm以下的粗氣孔。
21.陶瓷結構體，其特征在于，內(nèi)部形成導體的陶瓷基板和接合陶瓷體形成的陶瓷結構體中，在陶瓷基板和陶瓷體的接合界面上有接合輔助劑層，同時在所述接合輔助劑層上形成平均直徑比構成陶瓷體的陶瓷顆粒平均顆粒直徑大、而且大小為2000μm或2000μm以下的粗氣孔。
22.陶瓷結構體，其特征在于，內(nèi)部形成導體的陶瓷基板和接合陶瓷體形成的陶瓷結構體中，構成所述陶瓷基板和所述陶瓷體的陶瓷顆粒中存在于接合界面的陶瓷顆粒中至少部分由跨越所述接合界面并相互侵入到對方陶瓷體中的生長顆粒構成，同時在所述接合界面上形成平均直徑比構成陶瓷體的陶瓷顆粒平均顆粒直徑大、而且大小為2000μm或2000μm以下的粗氣孔。
23.如權利要求22所述的陶瓷結構體，其特征在于，在接合界面形成的所述粗氣孔與陶瓷基板和陶瓷體中的開氣孔或閉氣孔不同，是由陶瓷基板表面、陶瓷體表面和因顆粒長大生成的生長顆粒形成的空隙。
24.如權利要求20～23中任1項所述的陶瓷結構體，其特征在于，所述陶瓷體是把與陶瓷基板內(nèi)導體電連接的導體埋設在該陶瓷體內(nèi)部，或放在筒形陶瓷體的筒內(nèi)部。
25.如權利要求20～24中任1項所述的陶瓷結構體，其特征在于，所述陶瓷基板和陶瓷體的接合面的面粗糙度為JIS B0601 Rmax大于等于0.1μm。
26.如權利要求1～25中任1項所述的陶瓷結構體，其特征在于，所述陶瓷顆粒由氮化鋁或氮化硅構成，而所述接合輔助劑為從釔化合物和鐿化合物中的選出一種或多種接合輔助劑。
27.陶瓷復合體的接合方法，其特征在于，在一個陶瓷體與另一個陶瓷體接合時，首先至少把任意一個陶瓷體的接合面進行鏡面研磨，使Rmax小于等于0.1μm，然后把所述鏡面進行噴砂處理，使表面粗糙度Rmax為0.1或0.1以上，然后直接或間接地把用釔化合物和(或)鐿化合物的接合輔助劑涂敷到所述接合面上，隨后在1800℃或1800℃以下的溫度燒結。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供有效地應用于具有電熱板等的半導體制造－檢查裝置的陶瓷接合體和陶瓷結構體，本發(fā)明提供陶瓷接合體和陶瓷之間接合的方法，在陶瓷體之間接合形成的接合體中，在一個陶瓷體和另一個陶瓷體接合界面上，形成平均直徑大于構成陶瓷體的陶瓷顆粒的平均顆粒直徑同時小于等于2000μm的粗氣孔。
文檔編號C04B35/581GK1533370SQ02814610
公開日2004年9月29日 申請日期2002年7月19日 優(yōu)先權日2001年7月19日
發(fā)明者伊藤康隆, 尾崎淳 申請人:揖斐電株式會社