(57)【要約】【課題】高温雰囲気化における給電パッドの脆弱化の抑制を図ることが可能なセラミックス基板構造体を提供する。【解決手段】セラミックス基板構造体１０は、下面１１ｂに凹部１１ｃが形成されており、セラミックスからなるセラミックス基体１１と、セラミックス基体１１に内蔵された導体１２と、導体１２と電気的に接続され、セラミックス基体１１に埋設され、導体１１とは反対側の面が凹部１１ｃの底面の少なくとも一部を画定する第１の金属からなる給電パッド１３と、給電パッド１３を介して導体１２に給電するための給電端子１７と、給電パッド１７の導体１２とは反対側の面の少なくとも一部を覆って外部に露出し、第２の金属からなる第１の金属層１４とを備える、第２の金属と酸素との酸化反応における６５０℃における標準生成自由エネルギーは、前記第１の金属と酸素との酸化反応における６５０℃における標準生成自由エネルギーより小さく、かつ、−２５０Ｋｃａｌ／ｍｏｌより大きい。【選択図】図２Ｃ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を載置する基板載置面を有し、前記基板載置面の反対側の面に凹部が形成されており、セラミックスからなるセラミックス基体と、
前記セラミックス基体に内蔵された導体と、
前記導体と電気的に接続され、前記セラミックス基体に埋設され、前記導体とは反対側の面が前記凹部の底面の少なくとも一部を画定する第１の金属からなる給電パッドと、
前記給電パッドを介して前記導体に給電するための給電端子と、
前記給電パッドの前記導体とは反対側の面の少なくとも一部を覆って外部に露出し、第２の金属からなる金属層とを備え、
前記第２の金属と酸素との酸化反応における６５０℃における標準生成自由エネルギーは、前記第１の金属と酸素との酸化反応における６５０℃における標準生成自由エネルギーより小さく、かつ、−２５０Ｋｃａｌ／ｍｏｌより大きいことを特徴とするセラミックス基板構造体。
【請求項２】
前記第２の金属と酸素との酸化反応における６５０℃における標準生成自由エネルギーは、−１５０Ｋｃａｌ／ｍｏｌより大きいことを特徴とする請求項１に記載のセラミックス基板構造体。
【請求項３】
前記給電パッドと前記給電端子との間に位置し、第３の金属からなり、外部に露出する面が第４の金属で覆われる中間体を備え、
前記第４の金属と酸素との酸化反応における６５０℃における標準生成自由エネルギーは、前記第１の金属と酸素との酸化反応における６５０℃における標準生成自由エネルギーより小さく、かつ、−２５０Ｋｃａｌ／ｍｏｌより大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載のセラミックス基板構造体。
【請求項４】
基板を載置する基板載置面を有し、導体及び導体と電気的に接続され第１の金属からなる給電パッドを内蔵し、セラミックスからなるセラミックス基体を準備する工程と、
前記基体載置面の反対側の面に凹部を形成し、前記給電パッドの一部を露出させる工程と、
前記給電パッドの前記露出した面を第２の金属からなる金属層で覆う工程と、
前記給電パッドに給電端子を電気的に接続する工程とを備え、
前記第２の金属と酸素との酸化反応における６５０℃における標準生成自由エネルギーは、前記第１の金属と酸素との酸化反応における６５０℃における標準生成自由エネルギーよりも小さく、かつ、−２５０Ｋｃａｌ／ｍｏｌより大きいことを特徴とするセラミックス基板構造体の製造方法。
【請求項５】
第３の金属からなり、表面が第４の金属で覆われる中間体を準備する工程を備え、
前記給電パッドと前記給電端子との間に前記中間体を固定することにより、前記給電パッドと前記給電端子とを電気的に接続し、
前記第４の金属と酸素との酸化反応における６５０℃における標準生成自由エネルギーは、前記第１の金属と酸素との酸化反応における６５０℃における標準生成自由エネルギーより小さく、かつ、−２５０Ｋｃａｌ／ｍｏｌより大きいことを特徴とする請求項４に記載のセラミックス基板構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミックス基板構造体、特に半導体製造装置における基板加熱装置に用いられるセラミックス基板構造体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置でウエハを保持するために使用される静電チャック又はサセプタにおいて、セラミックス焼結体からなる基体内に埋設される導電体に給電端子を介して外部電源が接続される。この場合、導電体と電気的に接続された給電パッドに外部電源に接続される端子を接合している。給電パッドはタングステン又はモリブデンからなり、給電端子と当接し、且つセラミックスに埋設された状態で焼成されることにより、セラミックス焼結体内に埋設される。
【０００３】
特許文献１には、給電部材（給電端子）と電極端子（給電パッド）とを接合する接合層の接合強度を高くする技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許５９６８６５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、昨今、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などからなるセラッミクスヒータにおいて、６５０℃〜８００℃程度の高温で長時間使用される用途が開発された。このような高温環境下においては、大気、さらには不活性雰囲気においても微量に含まれる酸素が存在するため、給電パッドが酸化されて、脆弱化する。このように脆弱化すると、給電パッドの破損や剥離などの不具合が生じる。
【０００６】
そこで、本発明は、高温雰囲気化における給電パッドの脆弱化の抑制を図ることが可能なセラミックス基板構造体及びその製造方法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】
【０００７】
本発明のセラミックス基板構造体は、基板を載置する基板載置面を有し、前記基板載置面の反対側の面に凹部が形成されており、セラミックスからなるセラミックス基体と、前記セラミックス基体に内蔵された導体と、前記導体と電気的に接続され、前記セラミックス基体に埋設され、前記導体とは反対側の面が前記凹部の底面の少なくとも一部を画定する第１の金属からなる給電パッドと、前記給電パッドを介して前記導体に給電するための給電端子と、前記給電パッドの前記導体とは反対側の面の少なくとも一部を覆って外部に露出し、第２の金属からなる金属層とを備え、前記第２の金属と酸素との酸化反応における６５０℃における標準生成自由エネルギーは、前記第１の金属と酸素との酸化反応における６５０℃における標準生成自由エネルギーより小さく、かつ、−２５０Ｋｃａｌ／ｍｏｌより大きいことを特徴とする。なお、本明細書において、標準生成自由エネルギーは酸素１ｍｏｌ当たりの値である。
【０００８】
本発明のセラミックス基板構造体によれば、標準生成自由エネルギーが上記の関係にあるため、金属層の酸化が給電パッドの酸化よりも先に進行するので、給電パッドの酸化開始が、金属層が存在しない従来のものと比べて遅くなる。これにより、給電パッドが脆化することによるセラミックス基材構造体の寿命の延長化を図ることが可能となる。
【０００９】
本発明のセラミックス基板構造体において、前記第２の金属と酸素との酸化反応における６５０℃における標準生成自由エネルギーは、−１５０Ｋｃａｌ／ｍｏｌより大きいことが好ましい。
【００１０】
この場合、さらに、標準生成自由エネルギーが上記の関係にあるため、金属層の酸化が給電パッドの酸化よりも先にさらに確実に進行するので、給電パッドの酸化開始が、金属層が存在しない従来のものと比べて遅くなる。これにより、給電パッドが脆化することによるセラミックス基材構造体１０の寿命の延長化をさらに図ることが可能となる。なお、第１の金属がタングステン又はモリブデンであり、第２の金属がクロムである場合、標準生成自由エネルギーは上記の関係を満たす。
【００１１】
また、本発明のセラミックス基板構造体において、前記給電パッドと前記給電端子との間に位置し、第３の金属からなり、外部に露出する面が第４の金属で覆われる中間体を備え、前記第４の金属と酸素との酸化反応における６５０℃における標準生成自由エネルギーは、前記第１の金属と酸素との酸化反応における６５０℃における標準生成自由エネルギーより小さく、かつ、−２５０Ｋｃａｌ／ｍｏｌより大きいことが好ましい。
【００１２】
この場合、標準生成自由エネルギーが上記の関係にあるため、金属層の酸化が給電パッドの酸化よりも先に進行するので、中間体の酸化開始が、中間体を覆う第４の金属で覆われていないものと比べて遅くなる。これにより、中間体が脆化することによるセラミックス基材構造体の寿命の延長化を図ることが可能となる。
【００１３】
本発明のセラミックス基板構造体の製造方法は、基板を載置する基板載置面を有し、導体及び導体と電気的に接続され第１の金属からなる給電パッドを内蔵し、セラミックスからなるセラミックス基体を準備する工程と、前記基体載置面の反対側の面に凹部を形成し、前記給電パッドの一部を露出させる工程と、前記給電パッドの前記露出した面を第２の金属からなる金属層で覆う工程と、前記給電パッドに給電端子を電気的に接続する工程とを備え、前記第２の金属と酸素との酸化反応における６５０℃における標準生成自由エネルギーは、前記第１の金属と酸素との酸化反応における６５０℃における標準生成自由エネルギーよりも小さく、かつ、−２５０Ｋｃａｌ／ｍｏｌより大きいことを特徴とする。
【００１４】
本発明のセラミックス基板構造体の製造方法によれば、標準生成自由エネルギーが上記の関係にあるため、金属層の酸化が給電パッドの酸化よりも先に進行するので、給電パッドの酸化開始が、金属層が存在しない従来のものと比べて遅くなる。これにより、給電パッドが脆化することによるセラミックス基材構造体の寿命の延長化を図ることが可能となる。
【００１５】
本発明のセラミックス基板構造体の製造方法において、第３の金属からなり、表面が第４の金属で覆われる中間体を準備する工程を備え、前記給電パッドと前記給電端子との間に前記中間体を固定することにより、前記給電パッドと前記給電端子とを電気的に接続し、前記第４の金属と酸素との酸化反応における６５０℃における標準生成自由エネルギーは、前記第１の金属と酸素との酸化反応における６５０℃における標準生成自由エネルギーより小さく、かつ、−２５０Ｋｃａｌ／ｍｏｌより大きいことが好ましい。
【００１６】
この場合、標準生成自由エネルギーが上記の関係にあるため、金属層の酸化が給電パッドの酸化よりも先に進行するので、中間体の酸化開始が、中間体を覆う第４の金属で覆われていないものと比べて遅くなる。これにより、中間体が脆化することによるセラミックス基材構造体の寿命の延長化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係るセラミックス基板構造体の概略縦断面図。
【図２Ａ】本発明の実施形態に係るセラミックス基板構造体の製造方法を説明する概略縦断面図であり、給電パッドが基体内に埋設されている状態を示す。
【図２Ｂ】本発明の実施形態に係るセラミックス基板構造体の製造方法を説明する概略縦断面図であり、端子穴を穿削した状態を示す。
【図２Ｃ】本発明の実施形態に係るセラミックス基板構造体の製造方法を説明する概略縦断面図であり、給電パッドに中間体を介して給電端子をろう付けした状態を示す。
【図３】本発明の別の実施形態に係るセラミックス基板構造体の概略縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施形態に係るセラミックス基板構造体１０について説明する。
【００１９】
図１及び図２Ｃに示すように、セラミックス基板構造体１０は、セラミックス基体１１、導体１２、給電パッド１３、第１の金属層１４、緩衝部材１５、第２の金属層１６、給電端子１７及びろう材層１８を備える。
【００２０】
セラミックス基板構造体１０は、半導体製造装置において半導体ウエハなどの基板を保持又は加熱するヒーター、静電チャック又はサセプタとして使用される。第１の金属層１４は本発明の金属層に相当し、緩衝部材１５は本発明の中間体に相当する。
【００２１】
セラミックス基体１１は、セラミックスからなる。セラミックス基体１１を構成する材質として、窒化アルミニウム、アルミナ、炭化ケイ素、窒化珪素などのセラミックス焼結体を用いることができる。なお、適宜、添加物を加えてもよい。
【００２２】
セラミックス基体１１は、その上面１１ａが半導体ウエハなどの基板Ｗを載置する基板載置面１１ａとなり、上面１１ａとは反対側の下面１１ｂが外部電源との接続側の面となっている。
【００２３】
そして、セラミックス基体１１の下面１１ｂに凹部１１ｃが形成されている。この凹部１１ｃは、セラミックス基体１１の下面１１ａから給電パッド１３の一部を外部に露出させるために形成されている。凹部１１ｃは、平面視で、円形、三角形、四角形等の多角形状などに形成されている。凹部１１ｃには、給電パッド１３、第１及び第２の金属層１４，１６及び緩衝部材１５などが配置される。
【００２４】
導体１２は、セラミックス基体に内蔵されている。導体１２の形状は、特に限定されず、板状、網状、格子状、穴あき面状、櫛歯状などの任意の形状であってもよい。導体１２の厚さ、線径も特に限定されない。導体１２は、発熱抵抗体又は吸着用の電極として機能する。導体１２は上下方向に隔てた複数の層からなるものであってもよい。
【００２５】
導体１２の材質はモリブンデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）又はこれらを主成分とする合金であることが望ましい。なお、モリブデン、タングステンを主成分とする合金とは、一般的にモリブデンとタングステンとの合計含有率が５０重量％以上のものを指すが、好ましくは７０重量％以上のもの、より好ましくは８０重量％以上のものである。
【００２６】
給電パッド１３は、導体１２と電気的に接続されており、セラミックス基体１１に埋設されており、第１の金属からなる。ここでは、導体１２と給電パッド１３とは焼成により一体化されている。
【００２７】
給電パッド１３は、導体１２とは反対側の面が凹部１１ｃの底面の少なくとも一部を画定する。ここでは、給電パッド１３の下面の中央部が下方に向って露出しており、凹部１１ｃの底面の一部となっている。
【００２８】
給電パッド１３の形状は、特に限定されないが、板状であることが望ましい。そして、給電パッド１３の上面視形状は、特に限定されないが、三角形、四角形状などの多角形状や円状であることが望ましい。
【００２９】
なお、導体１２及び給電パッド１３の材質は、セラミックス基体１１を構成するセラミックスと一体化した状態で焼成されることを考慮して、セラミックス基体１１の材質である窒化アルミニウム、アルミナなどと同程度の熱膨張性を有し、高融点金属であることが望ましい。
【００３０】
また、導体１２と給電パッド１３との材質は同じ又は主成分が同じであってもよいが、導体１２がモリブデン、給電パッド１３がタングステンのように主成分が異なっていてもよい。
【００３１】
第１の金属層１４は、給電パッド１３の導体１２とは反対側の面の少なくとも一部を覆って外部に露出し、第２の金属からなる。なお、給電パッド１３の部分的にでも外部に露出しないように、給電パッド１３の凹部１１ｃに露出した部分は全面的に第１の金属層１４によって覆われることが好ましい。
【００３２】
ここで、第２の金属と酸素との酸化反応における６５０℃における標準生成自由エネルギーは、第１の金属と酸素との酸化反応における６５０℃における標準生成自由エネルギーより小さく、かつ、−２５０Ｋｃａｌ／ｍｏｌより大きい。例えば、導体１２を構成する第１の金属がタングステン又はモリブデン又はこれらを主成分とする合金である場合、第１の金属層１４を構成する第２の金属はクロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、アルミニウム（Ａｌ）又はこれらを主成分とする合金である。
【００３３】
ただし、第２の金属と酸素との酸化反応における６５０℃における標準生成自由エネルギーは、−１５０Ｋｃａｌ／ｍｏｌより大きいこととが好ましい。このような第２の金属としては、例えばクロム（Ｃｒ）を挙げることができる。
【００３４】
緩衝部材１５は、給電パッド１３の上面に形成された第１の金属層１４と給電端子１７との間を上下に挟まれており、第３の金属からなる。緩衝部材１５は、第２の金属層１６によって外周部分全体を覆われている。ここでは、第２の金属層１６に覆われた緩衝部材１５と第１の金属層１４及び給電端子１７とはろう付けによって固定されており、その間をろう材層１８で接合している。また、ろう材層１８は凹部１１ｃの一部を充填していてもよい。なお、緩衝部材１５の上面、下面又は上面及び下面は第２の金属層１６によって覆われていなくともよい。第２の金属層１６は第４の金属からなる。
【００３５】
ここで、第４の金属と酸素との酸化反応における６５０℃における標準生成自由エネルギーは、第３の金属と酸素との酸化反応における６５０℃における標準生成自由エネルギーより小さく、かつ、−２５０Ｋｃａｌ／ｍｏｌより大きい。例えば、緩衝部材１５を構成する第３の金属がタングステン又はモリブデンの場合、第２の金属層１６を構成する第４の金属はクロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、アルミニウム（Ａｌ）又はこれらを主成分とする合金である。
【００３６】
ただし、第４の金属と酸素との酸化反応における６５０℃における標準生成自由エネルギーは、−１５０Ｋｃａｌ／ｍｏｌより大きいこととが好ましい。このような第４の金属としては、例えばクロム（Ｃｒ）を挙げることができる。
【００３７】
給電端子１７は、給電パッド１３を介して導体１２に給電するために、第１及び第２の金属層１４，１６、緩衝部材１５及びろう材層１８を介して電気的に接続されている。
【００３８】
セラミックス基板構造体１０は、さらにセラミックス基体１１の下面１１ｂに接続された筒状のシャフト（筒状支持体）１９を備えている。シャフト１９は、上下方向中央部に位置する円筒部１９ａと、円筒部１９ａより拡径した円筒状の拡径部１９ｂを上下両端部に有している。
【００３９】
セラミックス基体１１の下面１１ａとシャフト１９の上端面とは、拡散接合又はセラミックス若しくはガラス等の接合材による固相接合によって接合されている。なお、セラミックス基体１１とシャフト１９とは、ねじ止めやろう付けなどによって接続されてもよい。
【００４０】
本発明の実施形態に係るセラミックス基板構造体１０の製造方法について説明する。ただし、本発明の実施形態に係るセラミックス基板構造体１０の製造方法はこれに限定されない。
【００４１】
まず、図２Ａに示すように、導体１２と導体１２と電気的に接続された給電パッド１３が内蔵されたセラミックス基体１１を準備する工程を行う。例えば、セラミックス粉末からなるセラミックス体中に導体１２及び給電パッド１３を埋設してホットプレス焼成する方法で製造することが好ましい。
【００４２】
導体１２と給電パッド１３とは、予め焼結前に溶接、かしめなどで接合してもよいが、単に接触させて配置するだけでも焼結により接合される。また、導体１２と給電パッド１３との間にこれらと同じ素材の粉末を挟んでもよく、この場合は焼成時に一体化される。
【００４３】
また、導体１２及び給電パッド１３が内部に埋設されたセラミックス基体１１を、別々に焼成した複数のセラミックス焼結体を熱処理によって接合一体化させる方法によって製造してもよい。
【００４４】
次に、図２Ｂに示すように、給電端子１７を配置するための凹部１１ｃをマシニングセンタなどを用いた任意の穴加工方法により、下面１１ｂからセラミックス基体１１を穿削して設ける工程を行う。凹部１１ｃは給電パッド１３の下側の面の一部が露出するまでセラミックス基体１１を除去するように穿設される。このとき、凹部１１ｃの内径が給電パッド１３の外径よりも小さくなるように設定され、凹部１１ｃの底面が給電パッド１３のみで構成されることが望ましい。
【００４５】
図２Ｃに示すように、給電端子１７は、給電パッド１３を介して導体１２に外部電源から給電するためのものであり、一端が第２の金属層１６によって覆われた緩衝部材１５とろう材層１８を介して接合され、他端がセラミックス基体１１から外部に飛び出している。
【００４６】
緩衝部材１５及び給電端子１７の形状は、特に限定されないが、給電パッド１３との接合を考慮して、円柱状であることが最も好ましい。ただし、緩衝部材１５及び給電端子１７の形状は、角柱状、多角柱状、楕円柱状などのほか、突起や凹部を有していてもよい。
【００４７】
給電端子１７は、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）又はこれらを主成分とする合金からなる。なお、ニッケル、チタン、銅を主成分とする合金とは、一般的にニッケル、チタン、銅の合計含有率が５０重量％以上のものを指すが、好ましくは７０重量％以上のもの、より好ましくは８０重量％以上のものである。また、給電端子１７にコバールのような低熱膨張合金も好適に用いることができる。
【００４８】
給電端子１７がニッケル、チタン又はこれらを主成分とする合金からなる場合、給電端子１７が耐食性に富み、好ましい。また、給電端子１７が銅又は銅を主成分とする合金からなる場合、ニッケルやチタンからなる場合と比べて延性があるため、給電端子１７と給電ラインとの接続に応力が発生する場合であっても、応力が緩和されやすいという利点がある。
【００４９】
第２の金属層１６によって覆われた緩衝部材１５と第１の金属層１４及び給電端子１７とは、ろう付けにより接合されている。ろう材として例えばＡｇ系ろう、Ａｕ系ろうが用いられ、ろう付け温度は、Ａｇ系ろうであれば８００℃以上、Ａｕ系ろうでは１０００℃以上である。
【００５０】
上述したセラミックス基材構造体１０によれば、標準生成自由エネルギーが上記の関係にあるため、後述する実施例及び比較例から分かるように、第１の金属層１４の酸化が給電パッド１３の酸化よりも先に、且つ、第２の金属層１６の酸化が緩衝部材１５の酸化よりも先に進行するので、給電パッド１３及び緩衝部材１５の酸化開始が遅くなる。これにより、給電パッド１３又は緩衝部材１５が脆化することによるセラミックス基材構造体１０の寿命の延長化を図ることが可能となる。
【００５１】
本発明のセラミックス基材構造体及びその製造方法は上述した実施形態に限定されない。例えば、図３に示すように、緩衝部材１５及びこれを覆う第２の金属層１６が存在せず、第１の金属層１４の上にろう材層１８を介して直接的に給電端子１７が接続されているものであってもよい。また、シャフト１９を備えないものであってもよい。
【実施例】
【００５２】
実施例１〜８及び比較例１，２において、シャフト１９を備えず、セラミックスヒータ−として機能する係るセラミックス基材構造体１０を作製した。
【００５３】
（実施例１）
窒化アルミニウム粉末９７重量％、イットリア粉末３重量％の混合粉末を一軸加圧して直径３４０ｍｍ、厚さ５ｍｍの成形体を第１層として作製した。
【００５４】
そして、この第１層の成形体の上に、直径２９０ｍｍ、線径０．１ｍｍ、目開き５０メッシュのモリブデン製のメッシュからなり、内部電極として機能する導体１２を載置した。さらに、この導体１２の上に直径１０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍのタングステン製の円板状体からなる給電パッド１３を載置した。さらにその上に前記混合粉末を充填した後に、一軸加圧して成形体の第２層を作製した。第２層の厚さは１０ｍｍであった。
【００５５】
そして、この第２層の成形体の上に、線径０．１ｍｍ、目開き５０メッシュであって抵抗値を４Ωに調整したモリブデン製のメッシュからなり、ヒーター電極として機能する導体１２を載置した。さらに、この導体１２の上に直径１０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍのタングステン製の円板状体からなる給電パッド１３を載置した。さらにその上に前記混合粉末を充填した後に、一軸加圧して成形体の第３層を作製した。第３層の厚さは１０ｍｍであった。
【００５６】
このように３層に形成した成形体を、圧力１０ＭＰａ、焼成温度１８５０℃、焼成時間２時間でホットプレス焼成した。これにより、直径３４０ｍｍ、厚さ２５ｍｍの円板状のセラミックス焼成体からなるセラミックス基体１１を得た。
【００５７】
そして、得られたセラミックス基体１１の上下面を研削し、上面１１ａとヒーター電極として機能する導体１２との距離を０．３ｍｍ、表面粗さＲａを０．４μｍとした。その後、凹部１１ｃを、給電パッド１３が露出するように直径５ｍｍで穿設した。
【００５８】
第１の金属層１４は、厚さ１０μｍのクロム（Ｃｒ）からなる金属層であった。第１の金属層１４の下面にＢＡｕ−４金ろう組成のシート状ろう材を配置した。その下に、第２の金属層１６で覆った緩衝部材１５を配置し、その下に、前記ろう材と同じろう材を配置した。なお、緩衝部材１５はタングステンからなる直径４．５ｍｍ、厚さ２ｍｍの円板状体であり、この緩衝部材１５の外周全体をクロムに厚さ１０μｍとなるまでメッキすることにより、緩衝部材１５を第２の金属層１６で覆った。
【００５９】
そして、前記ろう材と同じろう材を用いて給電端子１７を配置し、ろう付け温度１０５０℃で真空雰囲気でろう付けを行うことにより、セラミックス基材構造体１０を完成させた。なお、給電端子１７はニッケルからなる直径４ｍｍ、長さ２００ｍｍの円柱状体であった。
【００６０】
上述したセラミックス基材構造体１０において、給電端子１７に対して図示しない電源によって電流を流すことにより、導体１２から発熱させた。
【００６１】
条件Ａにおいては、上面１１ａの温度を６５０℃に維持した状態を１０００時間持続させた。その後、実験者が、給電端子１７のぐらつきの有無及び接続状態の異常を目視で確認したが、異常は見出せなかった。また、導体１２の抵抗値の初期からの変動は１０％以内であり、変動は小さかった。
【００６２】
条件Ｂにおいては、上面１１ａの温度を８００℃に維持した状態を１０００時間持続させた。その後、実験者が、給電端子１７のぐらつきの有無及び接続状態の異常を目視で確認したが、異常は見出せなかった。また、導体１２の抵抗値の初期からの変動は１０％以内であり、変動は小さかった。
【００６３】
（実施例２，７，８）
実施例２は、第１の金属層１４及び第２の金属層１６をＰＶＤ（スパッタリング）によって形成したこと以外は、実施例１と同じであった。実施例７は、緩衝部材１５がコバール（ＫＯＶ）からなるものとしたこと以外は、実施例１と同じであった。実施例８は、給電パッド１３及び緩衝部材１５をモリブデン（Ｍｏ）からなるものとしたこと以外は、実施例１と同じであった。
【００６４】
実施例２，７，８においては、実施例１と同様に、条件Ａ及び条件Ｂにおいて、給電端子１７の接続状態は良好であり、導体１２の抵抗値の変動は１０％以内であった。
【００６５】
以上、実施例１，２，７，８によれば、第１の金属層１４を構成する第２の金属及び第２の金属層１６を構成する第４の金属と酸素との酸化反応における６５０℃における標準生成自由エネルギーが、給電パッド１３を構成する第１の金属及び緩衝部材１５を構成する第３の金属と酸素との酸化反応における６５０℃における標準生成自由エネルギーより小さく、かつ、−１５０Ｋｃａｌ／ｍｏｌより大きい場合、条件Ａ及び条件Ｂにおいて、給電端子１７の接続状態は良好であり、導体１２の抵抗値の変動は１０％以内であることが分かった。
【００６６】
（実施例３〜６）
実施例３は、第１の金属層１４及び第２の金属層１６をタンタル（Ｔａ）からなるものとしたこと以外は、実施例２と同じであった。実施例４は、第１の金属層１４及び第２の金属層１６をシリコン（Ｓｉ）からなるものとしたこと以外は、実施例２と同じであった。実施例５は、第１の金属層１４及び第２の金属層１６をチタン（Ｔｉ）からなるものとしたこと以外は、実施例２と同じであった。実施例６は、第１の金属層１４及び第２の金属層１６がアルミニウム（Ａｌ）からなること以外は、実施例２と同じであった。
【００６７】
これにより、実施例３〜６においては、第１の金属層１４を構成する第２の金属及び第２の金属層１４を構成する第４の金属と酸素との酸化反応における６５０℃における標準生成自由エネルギーが、給電パッド１３を構成する第１の金属及び緩衝部材１５を構成する第３の金属と酸素との酸化反応における６５０℃における標準生成自由エネルギーより小さく、かつ、−２５０Ｋｃａｌ／ｍｏｌより大きい。
【００６８】
実施例３〜６においては、実施例１と同様に、条件Ａにおいては、給電端子１７の接続状態は良好であり、導体１２の抵抗値の変動は１０％以内であった。条件Ｂにおいては、給電端子１７の接続状態は不良であることが確認され、導体１２の抵抗値の変動は１０％を超えていた。
【００６９】
（比較例１）
比較例１は、第１の金属層１４及び第２の金属層１６が存在しないこと以外は、実施例１と同じであった。
【００７０】
比較例１においては、条件Ａ及び条件Ｂにおいて、給電端子１７の接続状態は不良であることが確認され、導体１２の抵抗値の変動は１０％を超えていた。
【００７１】
（比較例２）
比較例２は、第１の金属層１４及び第２の金属層１６がＮｉからなること以外は、実施例１と同じであった。
【００７２】
これにより、比較例２においては、第１の金属層１４を構成する第２の金属及び第２の金属層１６を構成する第４の金属と酸素との酸化反応における６５０℃における標準生成自由エネルギーが、給電パッド１３を構成する第１の金属及び緩衝部材１５を構成する第３の金属と酸素との酸化反応における６５０℃における標準生成自由エネルギーより大きい。
【００７３】
比較例２においては、条件Ａ及び条件Ｂにおいて、給電端子１７の接続状態は不良であることが確認され、導体１２の抵抗値の変動は１０％を超えていた。
【００７４】
以上の結果を表１，２にまとめた。
【００７５】
【表１】
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【００７６】
【表２】
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【符号の説明】
【００７７】
１０…セラミックス基板構造体、  １１…セラミックス基体、  １１ａ…上面（基板載置面）、  １１ｂ…下面、  １１ｃ…凹部、  １２…導体、  １３…給電パッド、  １４…第１の金属層（金属層）、  １５…緩衝部材（中間体）、  １６…第２の金属層、  １７…給電端子、  １８…ろう材層、  １９…筒状体、  Ｗ…基板。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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