JPH08208338A - 耐蝕性部材およびウエハ保持装置 - Google Patents
耐蝕性部材およびウエハ保持装置Info
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- JPH08208338A JPH08208338A JP1482095A JP1482095A JPH08208338A JP H08208338 A JPH08208338 A JP H08208338A JP 1482095 A JP1482095 A JP 1482095A JP 1482095 A JP1482095 A JP 1482095A JP H08208338 A JPH08208338 A JP H08208338A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】純度９９％以上で、かつＳｉの含有量が１５０
０ｐｐｍ以下の窒化アルミニウム質焼結体により耐蝕性
部材を形成する。また、上記耐蝕性部材により少なくと
も半導体ウエハや液晶用ガラス基板などのウエハを保持
する載置面を形成してウエハ保持装置を構成する。 【効果】プラズマを発生させたハロゲン系腐蝕性ガス下
に曝したとしてもエッチングされ難い。しかも、高純度
の窒化アルミニウム質焼結体からなることから不純物に
より半導体ウエハや液晶用ガラス基板などのウエハを汚
染したり、あるいは絶縁破壊などの悪影響を与えること
がない。
０ｐｐｍ以下の窒化アルミニウム質焼結体により耐蝕性
部材を形成する。また、上記耐蝕性部材により少なくと
も半導体ウエハや液晶用ガラス基板などのウエハを保持
する載置面を形成してウエハ保持装置を構成する。 【効果】プラズマを発生させたハロゲン系腐蝕性ガス下
に曝したとしてもエッチングされ難い。しかも、高純度
の窒化アルミニウム質焼結体からなることから不純物に
より半導体ウエハや液晶用ガラス基板などのウエハを汚
染したり、あるいは絶縁破壊などの悪影響を与えること
がない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ハロゲン系腐蝕性ガス
下での耐蝕性に優れた耐蝕性部材および半導体や液晶な
どの製造工程中に半導体ウエハや液晶用ガラス基板など
のウエハを保持するために使用するサセプタや静電チャ
ックなどのウエハ保持装置に関するものである。
下での耐蝕性に優れた耐蝕性部材および半導体や液晶な
どの製造工程中に半導体ウエハや液晶用ガラス基板など
のウエハを保持するために使用するサセプタや静電チャ
ックなどのウエハ保持装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ハロゲン系腐蝕性ガスに対し耐蝕
性に優れた部材として窒化アルミニウム質焼結体が知ら
れている。
性に優れた部材として窒化アルミニウム質焼結体が知ら
れている。
【０００３】例えば、特開平５−２５１３６５号公報に
は、焼結助剤として希土類酸化物、Ｎｉ化合物、希土類
フッ化物、およびフッ化物を含有する窒化アルミニウム
質焼結体からなる耐蝕性部材が開示されている。
は、焼結助剤として希土類酸化物、Ｎｉ化合物、希土類
フッ化物、およびフッ化物を含有する窒化アルミニウム
質焼結体からなる耐蝕性部材が開示されている。
【０００４】一方、半導体や液晶などの製造工程中で、
半導体ウエハや液晶用のガラス基板などのウエハに薄膜
を形成するためのＣＶＤ装置や、上記ウエハに微細加工
を施すためのドライエッチング装置などにおいては、ウ
エハを処理室内に保持するために、円板状をした板状体
の上にウエハを載置したあと、ウエハの端部をクランプ
リングで押さえ付けて支持するようにしたサセプタや、
内部に電極を埋設した誘電体からなる板状体の上にウエ
ハを載置し、ウエハおよび電極に正負の電荷をそれぞれ
印加することによりクーロン力を発生させてウエハを吸
着固定するようにした静電チャックなどのウエハ保持装
置が広く使用されている。
半導体ウエハや液晶用のガラス基板などのウエハに薄膜
を形成するためのＣＶＤ装置や、上記ウエハに微細加工
を施すためのドライエッチング装置などにおいては、ウ
エハを処理室内に保持するために、円板状をした板状体
の上にウエハを載置したあと、ウエハの端部をクランプ
リングで押さえ付けて支持するようにしたサセプタや、
内部に電極を埋設した誘電体からなる板状体の上にウエ
ハを載置し、ウエハおよび電極に正負の電荷をそれぞれ
印加することによりクーロン力を発生させてウエハを吸
着固定するようにした静電チャックなどのウエハ保持装
置が広く使用されている。
【０００５】また、これらのウエハ保持装置は、プラズ
マを発生させたハロゲン系腐蝕性ガスに曝されるととも
に、ウエハを均一に加熱しなければならないことから、
その材質として耐熱性および耐熱衝撃性に優れるととも
に、ハロゲン系腐蝕性ガスに腐蝕され難く、かつ高い熱
伝導率を有する窒化アルミニウム質焼結体が用いられて
いる。また、この窒化アルミニウム質焼結体は熱伝導率
を高めるために希土類酸化物、Ｎｉ化合物、希土類フッ
化物、およびフッ化物などの焼結助剤が含有されたもの
であった。
マを発生させたハロゲン系腐蝕性ガスに曝されるととも
に、ウエハを均一に加熱しなければならないことから、
その材質として耐熱性および耐熱衝撃性に優れるととも
に、ハロゲン系腐蝕性ガスに腐蝕され難く、かつ高い熱
伝導率を有する窒化アルミニウム質焼結体が用いられて
いる。また、この窒化アルミニウム質焼結体は熱伝導率
を高めるために希土類酸化物、Ｎｉ化合物、希土類フッ
化物、およびフッ化物などの焼結助剤が含有されたもの
であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記耐蝕性
部材を構成する窒化アルミニウム質焼結体は、ＡｌＮ含
有量が９７％程度とそれ程純度が高くなく、また、焼結
助剤が含有されているために焼結体中に多くの粒界相が
存在していた。その為、この耐蝕性部材をプラズマを発
生させたハロゲン系腐蝕ガス雰囲気中で使用すると粒界
相がエッチングされ、窒化アルミニウム粒子が脱粒して
パーティクルを生じるなど十分な耐蝕性を有していない
という課題があった。
部材を構成する窒化アルミニウム質焼結体は、ＡｌＮ含
有量が９７％程度とそれ程純度が高くなく、また、焼結
助剤が含有されているために焼結体中に多くの粒界相が
存在していた。その為、この耐蝕性部材をプラズマを発
生させたハロゲン系腐蝕ガス雰囲気中で使用すると粒界
相がエッチングされ、窒化アルミニウム粒子が脱粒して
パーティクルを生じるなど十分な耐蝕性を有していない
という課題があった。
【０００７】一方、窒化アルミニウム質焼結体により形
成したウエハ保持装置を用いて、プラズマを発生させた
ハロゲン系腐蝕ガス雰囲気中で半導体ウエハや液晶用の
ガラス基板などのウエハに膜付けや微細加工を施すと、
載置面をなす窒化アルミニウム質焼結体がエッチングさ
れてパーティクルを生じ、ウエハ上の配線等に悪影響を
及ぼすといった課題があった。
成したウエハ保持装置を用いて、プラズマを発生させた
ハロゲン系腐蝕ガス雰囲気中で半導体ウエハや液晶用の
ガラス基板などのウエハに膜付けや微細加工を施すと、
載置面をなす窒化アルミニウム質焼結体がエッチングさ
れてパーティクルを生じ、ウエハ上の配線等に悪影響を
及ぼすといった課題があった。
【０００８】また、上記ウエハ保持装置を構成する窒化
アルミニウム質焼結体には、焼結助剤やＮａ、Ｃａ、Ｆ
ｅといった不純物が多量に含まれているために、これら
によってウエハが汚染される恐れもあった。
アルミニウム質焼結体には、焼結助剤やＮａ、Ｃａ、Ｆ
ｅといった不純物が多量に含まれているために、これら
によってウエハが汚染される恐れもあった。
【０００９】本発明の目的は、ハロゲン系腐蝕性ガス下
での耐蝕性に優れるとともに、半導体ウエハや液晶用ガ
ラス基板などのウエハを汚染することのない窒化アルミ
ニウム質焼結体からなる耐蝕性部材およびウエハ保持装
置を提供することにある。
での耐蝕性に優れるとともに、半導体ウエハや液晶用ガ
ラス基板などのウエハを汚染することのない窒化アルミ
ニウム質焼結体からなる耐蝕性部材およびウエハ保持装
置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明は上記課
題に鑑み、耐蝕性部材をＡｌＮ含有量が９９％以上で、
かつＳｉの含有量が１５００ｐｐｍ以下の窒化アルミニ
ウム質焼結体により形成したものである。
題に鑑み、耐蝕性部材をＡｌＮ含有量が９９％以上で、
かつＳｉの含有量が１５００ｐｐｍ以下の窒化アルミニ
ウム質焼結体により形成したものである。
【００１１】また、本発明は、少なくとも半導体ウエハ
や液晶用ガラス基板などのウエハを保持する載置面をＡ
ｌＮ含有量が９９％以上で、かつＳｉの含有量が１５０
０ｐｐｍ以下の窒化アルミニウム質焼結体により形成し
てウエハ保持装置を構成したものである。
や液晶用ガラス基板などのウエハを保持する載置面をＡ
ｌＮ含有量が９９％以上で、かつＳｉの含有量が１５０
０ｐｐｍ以下の窒化アルミニウム質焼結体により形成し
てウエハ保持装置を構成したものである。
【００１２】即ち、本発明は、耐蝕性部材を高純度の窒
化アルミニウム質焼結体により形成してあるため、プラ
ズマによりエッチングされ易い粒界相の占める割合を非
常に少なくすることができる。
化アルミニウム質焼結体により形成してあるため、プラ
ズマによりエッチングされ易い粒界相の占める割合を非
常に少なくすることができる。
【００１３】特に、本発明はＡｌＮの含有量を９９％以
上、好ましくは９９．５％以上、さらには９９．８％以
上とすることにより、焼結体中には殆ど粒界相が存在せ
ず耐蝕性に優れたものとすることができる。しかも、Ａ
ｌＮ含有量を上記範囲とすれば、窒化アルミニウム質焼
結体の熱伝導率を６５Ｗ／ｍｋ以上とすることができ
る。
上、好ましくは９９．５％以上、さらには９９．８％以
上とすることにより、焼結体中には殆ど粒界相が存在せ
ず耐蝕性に優れたものとすることができる。しかも、Ａ
ｌＮ含有量を上記範囲とすれば、窒化アルミニウム質焼
結体の熱伝導率を６５Ｗ／ｍｋ以上とすることができ
る。
【００１４】また、本発明に係る窒化アルミニウム質焼
結体には焼結助剤を一切添加していない。これは焼結助
剤を添加すると焼結体を形成した時に焼結助剤が粒界相
として存在するためにプラズマによる腐蝕を促進させて
しまうからである。
結体には焼結助剤を一切添加していない。これは焼結助
剤を添加すると焼結体を形成した時に焼結助剤が粒界相
として存在するためにプラズマによる腐蝕を促進させて
しまうからである。
【００１５】さらに、本発明者らはハロゲン系腐蝕性ガ
ス下での腐蝕の原因についてさらに鋭意研究を重ねた結
果、不純物として含有するＳｉがハロゲン系腐蝕性ガス
と反応し易いことを検知し、このＳｉが窒化アルミニウ
ム質焼結体中の粒界相に含まれていると腐蝕を促進させ
てしまうことを見出した。
ス下での腐蝕の原因についてさらに鋭意研究を重ねた結
果、不純物として含有するＳｉがハロゲン系腐蝕性ガス
と反応し易いことを検知し、このＳｉが窒化アルミニウ
ム質焼結体中の粒界相に含まれていると腐蝕を促進させ
てしまうことを見出した。
【００１６】例えば、ハロゲン系腐蝕性ガスとしてＣＦ
4 を使用した場合、Ｓｉは以下に示すような反応を生じ
ることになる。
4 を使用した場合、Ｓｉは以下に示すような反応を生じ
ることになる。
【００１７】 反応式 ２ＳｉＯ2 ＋４Ｆ2 ＝２ＳｉＦ4 ＋２Ｏ2 即ちプラズマによりＣＦ4 から分解したＦ2 は、窒化ア
ルミニウム質焼結体中の粒界相に含まれているＳｉと上
記反応式のように反応してＳｉＦ4 を生成することにな
る。そして、このＳｉＦ4 は揮発性が高いために保護膜
は形成せず、反応が進行することから窒化アルミニウム
粒子の脱粒を招くことになる。
ルミニウム質焼結体中の粒界相に含まれているＳｉと上
記反応式のように反応してＳｉＦ4 を生成することにな
る。そして、このＳｉＦ4 は揮発性が高いために保護膜
は形成せず、反応が進行することから窒化アルミニウム
粒子の脱粒を招くことになる。
【００１８】そこで、本発明では耐蝕性部材を構成する
窒化アルミニウム質焼結体に混入するＳｉの含有量を１
５００ｐｐｍ以下、好ましくは１０００ｐｐｍ以下とし
たことを特徴とするものである。
窒化アルミニウム質焼結体に混入するＳｉの含有量を１
５００ｐｐｍ以下、好ましくは１０００ｐｐｍ以下とし
たことを特徴とするものである。
【００１９】即ち、Ｓｉは出発原料中に不純物として含
まれていたり、あるいは製造工程中に不純物として混入
し、１５００ｐｐｍまでは窒化アルミニウム粒子に固溶
するのであるが、１５００ｐｐｍを越えると、全てのＳ
ｉを窒化アルミニウム粒子中に固溶させることができな
いために焼結体中の粒界相に析出することになる。その
為、粒界相がエッチングされるとともにＳｉがハロゲン
系腐蝕性ガスと上記理由により反応することからさらに
エッチングが促進され、窒化アルミニウム粒子の脱粒を
招くことになる。
まれていたり、あるいは製造工程中に不純物として混入
し、１５００ｐｐｍまでは窒化アルミニウム粒子に固溶
するのであるが、１５００ｐｐｍを越えると、全てのＳ
ｉを窒化アルミニウム粒子中に固溶させることができな
いために焼結体中の粒界相に析出することになる。その
為、粒界相がエッチングされるとともにＳｉがハロゲン
系腐蝕性ガスと上記理由により反応することからさらに
エッチングが促進され、窒化アルミニウム粒子の脱粒を
招くことになる。
【００２０】また、Ｓｉの含有量を１５００ｐｐｍ以下
とすれば、窒化アルミニウム質焼結体の熱伝導率を高め
ることができ、特にＳｉの含有量を１０００ｐｐｍ以下
とすることにより熱伝導率を７０Ｗ／ｍｋ以上とするこ
とができる。
とすれば、窒化アルミニウム質焼結体の熱伝導率を高め
ることができ、特にＳｉの含有量を１０００ｐｐｍ以下
とすることにより熱伝導率を７０Ｗ／ｍｋ以上とするこ
とができる。
【００２１】さらに、上記窒化アルミニウム質焼結体に
はその他の不純物としてＮａ、Ｃａ、Ｆｅなどが混入し
ているもののその含有量は合計で２０００ｐｐｍ以下で
あることが望ましい。
はその他の不純物としてＮａ、Ｃａ、Ｆｅなどが混入し
ているもののその含有量は合計で２０００ｐｐｍ以下で
あることが望ましい。
【００２２】また、焼結体を構成する窒化アルミニウム
の平均結晶粒子径は５〜５０μｍ、好ましくは２０〜３
０μｍとすることが良い。これは、窒化アルミニウムの
平均結晶粒子径が５０μｍより大きくなると、強度が大
幅に低下するためであり、逆に窒化アルミニウムの平均
結晶粒子径を５μｍとすることは製造上難しいからであ
る。
の平均結晶粒子径は５〜５０μｍ、好ましくは２０〜３
０μｍとすることが良い。これは、窒化アルミニウムの
平均結晶粒子径が５０μｍより大きくなると、強度が大
幅に低下するためであり、逆に窒化アルミニウムの平均
結晶粒子径を５μｍとすることは製造上難しいからであ
る。
【００２３】次に、本発明に係る耐蝕性部材の製造方法
について説明する。
について説明する。
【００２４】まず、出発原料として、平均粒子径３μｍ
以下、好ましくは１．５μｍ程度で、かつ不純物として
含有するＳｉの含有量が１５００ｐｐｍ以下、好ましく
は１０００ｐｐｍ以下である純度９９％以上のＡｌＮ粉
末に、バインダーと溶媒のみを添加して泥漿とし、ドク
ターブレード法を用いて成形するか、あるいは泥漿をス
プレードライヤーにより乾燥させて造粒体としたのち、
金型中に充填してメカプレス成形法やラバープレス成形
法を用いて成形する。しかるのち、真空脱脂を行ったあ
と焼成温度１９００〜２１００℃程度の非酸化性雰囲気
中で焼成することにより、純度９９％以上で、かつＳｉ
の含有量が１５００ｐｐｍ以下であり、平均結晶粒子径
が５〜５０μｍの範囲にある窒化アルミニウム質焼結体
からなる耐蝕性部材を得ることができる。
以下、好ましくは１．５μｍ程度で、かつ不純物として
含有するＳｉの含有量が１５００ｐｐｍ以下、好ましく
は１０００ｐｐｍ以下である純度９９％以上のＡｌＮ粉
末に、バインダーと溶媒のみを添加して泥漿とし、ドク
ターブレード法を用いて成形するか、あるいは泥漿をス
プレードライヤーにより乾燥させて造粒体としたのち、
金型中に充填してメカプレス成形法やラバープレス成形
法を用いて成形する。しかるのち、真空脱脂を行ったあ
と焼成温度１９００〜２１００℃程度の非酸化性雰囲気
中で焼成することにより、純度９９％以上で、かつＳｉ
の含有量が１５００ｐｐｍ以下であり、平均結晶粒子径
が５〜５０μｍの範囲にある窒化アルミニウム質焼結体
からなる耐蝕性部材を得ることができる。
【００２５】なお、本発明に係る耐蝕性部材を製造する
には、焼成温度１９００〜２１００℃程度とすることが
重要である。これは、窒化アルミニウムが難焼結材であ
り、焼結助剤を一切添加せずに焼成するためで、これ以
下の温度では窒化アルミニウム粒子同士を焼結させるこ
とができないからであり、また、上記温度で焼成すれ
ば、製造工程中などで混入した不純物を消失させること
ができるため、焼結体の純度を高めることができるから
である。
には、焼成温度１９００〜２１００℃程度とすることが
重要である。これは、窒化アルミニウムが難焼結材であ
り、焼結助剤を一切添加せずに焼成するためで、これ以
下の温度では窒化アルミニウム粒子同士を焼結させるこ
とができないからであり、また、上記温度で焼成すれ
ば、製造工程中などで混入した不純物を消失させること
ができるため、焼結体の純度を高めることができるから
である。
【００２６】このように、本発明に係る耐蝕性部材は、
高純度の窒化アルミニウム質焼結体により形成するとと
もに、Ｓｉの混入量を１５００ｐｐｍ以下としてあるた
め、ハロゲン系腐蝕ガスに対し耐蝕性に優れた部材とす
ることができる。その為、半導体や液晶などの製造工程
で使用され、プラズマを発生させたハロゲン系腐蝕ガス
下に曝されるサセプタや静電チャックなどのウエハ保持
装置、あるいはクランプリング、フォーカスリング、お
よび加工状況を確認するための窓として好適に用いるこ
とができ、その中でも特に本発明に係る耐蝕性部材は高
い熱伝達率を有するとともに、ウエハに影響を与える不
純物の含有量が少ないため上記ウエハ保持装置を形成す
るのに最適である。
高純度の窒化アルミニウム質焼結体により形成するとと
もに、Ｓｉの混入量を１５００ｐｐｍ以下としてあるた
め、ハロゲン系腐蝕ガスに対し耐蝕性に優れた部材とす
ることができる。その為、半導体や液晶などの製造工程
で使用され、プラズマを発生させたハロゲン系腐蝕ガス
下に曝されるサセプタや静電チャックなどのウエハ保持
装置、あるいはクランプリング、フォーカスリング、お
よび加工状況を確認するための窓として好適に用いるこ
とができ、その中でも特に本発明に係る耐蝕性部材は高
い熱伝達率を有するとともに、ウエハに影響を与える不
純物の含有量が少ないため上記ウエハ保持装置を形成す
るのに最適である。
【００２７】
【実施例】以下、本発明に係る耐蝕性部材の具体的実施
例を説明する。
例を説明する。
【００２８】図１は、半導体や液晶などの製造工程で使
用されるウエハ保持装置の一例であるサセプタ１０を示
す斜視図であって、純度９９％以上で、かつＳｉの含有
量が１０００ｐｐｍ以下の窒化アルミニウム質焼結体か
らなる耐蝕性部材により円板状の板状体１１に形成した
ものである。そして、板状体１１の載置面１２に半導体
ウエハや液晶用のガラス基板などのウエハ３０を載置し
て膜付けや微細加工を施すようにしてある。
用されるウエハ保持装置の一例であるサセプタ１０を示
す斜視図であって、純度９９％以上で、かつＳｉの含有
量が１０００ｐｐｍ以下の窒化アルミニウム質焼結体か
らなる耐蝕性部材により円板状の板状体１１に形成した
ものである。そして、板状体１１の載置面１２に半導体
ウエハや液晶用のガラス基板などのウエハ３０を載置し
て膜付けや微細加工を施すようにしてある。
【００２９】また、このサセプタを製造するには、平均
粒子径１．２μｍ程度で、かつ不純物としてＳｉを１０
００ｐｐｍ以下、さらには５００ｐｐｍ以下の範囲で含
む純度９９％以上のＡｌＮ粉末にバインダーおよび溶媒
のみを添加して混練乾燥することにより造粒体を得たあ
と円筒状のゴム型内に充填し、ラバープレス成形法によ
り円柱体を成形したのち切削加工を施して円板状の板状
体１１とする。しかるのち、真空脱脂したあと、焼成温
度２０００℃程度の窒素雰囲気下で焼成することによ
り、純度９９％以上で、かつＳｉの含有量が１０００ｐ
ｐｍ以下の窒化アルミニウム質焼結体からなるサセプタ
１０を得ることができる。
粒子径１．２μｍ程度で、かつ不純物としてＳｉを１０
００ｐｐｍ以下、さらには５００ｐｐｍ以下の範囲で含
む純度９９％以上のＡｌＮ粉末にバインダーおよび溶媒
のみを添加して混練乾燥することにより造粒体を得たあ
と円筒状のゴム型内に充填し、ラバープレス成形法によ
り円柱体を成形したのち切削加工を施して円板状の板状
体１１とする。しかるのち、真空脱脂したあと、焼成温
度２０００℃程度の窒素雰囲気下で焼成することによ
り、純度９９％以上で、かつＳｉの含有量が１０００ｐ
ｐｍ以下の窒化アルミニウム質焼結体からなるサセプタ
１０を得ることができる。
【００３０】図２（ａ），（ｂ）は、ウエハ保持装置の
一例である静電チャック２０を示す一部を破断した斜視
図とその断面図であって、内部に電極２３を埋設した円
板状の板状体２１としてあり、板状体２１を純度が９９
％以上で、かつＳｉの含有量が１０００ｐｐｍ以下の窒
化アルミニウム質焼結体により形成してある。そして、
板状体２１の載置面２２に半導体ウエハや液晶用のガラ
ス基板などのウエハ３０を載置し、該ウエハ３０と板状
体２１内の電極２３間に電圧を印加することにより誘電
分極によるクーロン力や微小な漏れ電流によるジョンソ
ン・ラーベック力を発生させ、ウエハ３０を載置面２２
に吸着固定する。
一例である静電チャック２０を示す一部を破断した斜視
図とその断面図であって、内部に電極２３を埋設した円
板状の板状体２１としてあり、板状体２１を純度が９９
％以上で、かつＳｉの含有量が１０００ｐｐｍ以下の窒
化アルミニウム質焼結体により形成してある。そして、
板状体２１の載置面２２に半導体ウエハや液晶用のガラ
ス基板などのウエハ３０を載置し、該ウエハ３０と板状
体２１内の電極２３間に電圧を印加することにより誘電
分極によるクーロン力や微小な漏れ電流によるジョンソ
ン・ラーベック力を発生させ、ウエハ３０を載置面２２
に吸着固定する。
【００３１】また、この静電チャック２０を製造するに
は、平均粒子径１．２μｍ程度で、かつ不純物としてＳ
ｉを１０００ｐｐｍ以下、さらには５００ｐｐｍ以下の
範囲で含む純度９９％以上のＡｌＮ粉末にバインダーお
よび溶媒のみを添加混合して泥漿を得たあと、ドクター
ブレード法にて厚さ０．５ｍｍ程度のグリーンシートを
複数枚成形し、そのうち１枚のグリーンシートにＴｉＮ
やタングステンなどの粉末を粘度調整した導電ペースト
をスクリーン印刷して電極２３を形成する。そして、上
記電極２３上に複数枚のグリーンシートを積層し５０ｋ
ｇ／ｃｍ2 の圧力で加圧圧着し、その後切削加工を施し
て円板状の板状体としたのち真空脱脂を施し、焼成温度
２０００℃程度の窒素雰囲気下で焼成することにより、
純度９９％以上で、かつＳｉの含有量が１５００ｐｐｍ
以下の窒化アルミニウム質焼結体からなる静電チャック
２０を得ることができる。なお、内部の電極２３とリー
ド線との接続は、例えばメタライズ層２５を介して金属
棒２４などをロウ２６付けして取り付ければ良い。
は、平均粒子径１．２μｍ程度で、かつ不純物としてＳ
ｉを１０００ｐｐｍ以下、さらには５００ｐｐｍ以下の
範囲で含む純度９９％以上のＡｌＮ粉末にバインダーお
よび溶媒のみを添加混合して泥漿を得たあと、ドクター
ブレード法にて厚さ０．５ｍｍ程度のグリーンシートを
複数枚成形し、そのうち１枚のグリーンシートにＴｉＮ
やタングステンなどの粉末を粘度調整した導電ペースト
をスクリーン印刷して電極２３を形成する。そして、上
記電極２３上に複数枚のグリーンシートを積層し５０ｋ
ｇ／ｃｍ2 の圧力で加圧圧着し、その後切削加工を施し
て円板状の板状体としたのち真空脱脂を施し、焼成温度
２０００℃程度の窒素雰囲気下で焼成することにより、
純度９９％以上で、かつＳｉの含有量が１５００ｐｐｍ
以下の窒化アルミニウム質焼結体からなる静電チャック
２０を得ることができる。なお、内部の電極２３とリー
ド線との接続は、例えばメタライズ層２５を介して金属
棒２４などをロウ２６付けして取り付ければ良い。
【００３２】また、図２に示す静電チャックにおいて
は、全体を本発明の窒化アルミニウム質焼結体により形
成したが、少なくとも載置面２２のみを上記窒化アルミ
ニウム質焼結体により形成すれば良く、この場合には他
のグリーンシートをアルミナセラミックスにより形成
し、最外層に上記窒化アルミニウム質焼結体からなるグ
リーンシートを積層して一体焼成すれば良い。
は、全体を本発明の窒化アルミニウム質焼結体により形
成したが、少なくとも載置面２２のみを上記窒化アルミ
ニウム質焼結体により形成すれば良く、この場合には他
のグリーンシートをアルミナセラミックスにより形成
し、最外層に上記窒化アルミニウム質焼結体からなるグ
リーンシートを積層して一体焼成すれば良い。
【００３３】さらに、上記サセプタ１０や静電チャック
２０などのウエハ保持装置を用いて半導体ウエハや液晶
用ガラス基板などのウエハ３０に膜付けや微細加工を施
す場合、下方からウエハ保持装置をヒータで加熱して間
接的にウエハ３０を加熱するようにしたものもあるが、
上記ウエハ保持装置に抵抗発熱体を埋設しておき、ウエ
ハ３０を直接加熱するようにしたものであっても良い。
特に本発明で使用する窒化アルミニウム質焼結体は６５
Ｗ／ｍｋ以上の熱伝導率を有しているため、短い時間で
ウエハ３０を加熱することができるとともに、ウエハ３
０を均一に加熱することができる。
２０などのウエハ保持装置を用いて半導体ウエハや液晶
用ガラス基板などのウエハ３０に膜付けや微細加工を施
す場合、下方からウエハ保持装置をヒータで加熱して間
接的にウエハ３０を加熱するようにしたものもあるが、
上記ウエハ保持装置に抵抗発熱体を埋設しておき、ウエ
ハ３０を直接加熱するようにしたものであっても良い。
特に本発明で使用する窒化アルミニウム質焼結体は６５
Ｗ／ｍｋ以上の熱伝導率を有しているため、短い時間で
ウエハ３０を加熱することができるとともに、ウエハ３
０を均一に加熱することができる。
【００３４】（実験例）ここで、Ｓｉの含有量を変化さ
せた窒化アルミニウム質焼結体および焼結助剤を添加し
た窒化アルミニウム質焼結体からなる耐蝕性部材をそれ
ぞれ試作し、プラズマを発生させたハロゲン系耐蝕ガス
下で曝した時の腐蝕具合について測定した。
せた窒化アルミニウム質焼結体および焼結助剤を添加し
た窒化アルミニウム質焼結体からなる耐蝕性部材をそれ
ぞれ試作し、プラズマを発生させたハロゲン系耐蝕ガス
下で曝した時の腐蝕具合について測定した。
【００３５】本実験では、不純物として２５０ｐｐｍの
Ｓｉを含んだ純度９９．３％のＡｌＮ粉末に、さらに
０、２５０、７５０、１２５０、１７５０ｐｐｍのＳｉ
をそれぞれ添加して形成した窒化アルミニウム質焼結
体、不純物として１０００ｐｐｍのＳｉを含んだ純度９
９．０％のＡｌＮ粉末のみから形成した窒化アルミニウ
ム質焼結体、および上記ＡｌＮ粉末に焼結助剤としてＹ
2 Ｏ3 、Ｅｒ2 Ｏ3 を添加して形成した窒化アルミニウ
ム質焼結体により１００ｍｍ×１００ｍｍ×５ｍｍの板
状体を試作し、最高８００時間のプラズマエッチング処
理を施した。
Ｓｉを含んだ純度９９．３％のＡｌＮ粉末に、さらに
０、２５０、７５０、１２５０、１７５０ｐｐｍのＳｉ
をそれぞれ添加して形成した窒化アルミニウム質焼結
体、不純物として１０００ｐｐｍのＳｉを含んだ純度９
９．０％のＡｌＮ粉末のみから形成した窒化アルミニウ
ム質焼結体、および上記ＡｌＮ粉末に焼結助剤としてＹ
2 Ｏ3 、Ｅｒ2 Ｏ3 を添加して形成した窒化アルミニウ
ム質焼結体により１００ｍｍ×１００ｍｍ×５ｍｍの板
状体を試作し、最高８００時間のプラズマエッチング処
理を施した。
【００３６】このエッチング処理に関しては、雰囲気ガ
スとしてＣＦ4 ガスを用い、５００Ｗの高周波をかけて
プラズマを発生させた時に、ウエハの裏面に付着する窒
化アルミニウム粒子の付着量を高倍率の顕微鏡により測
定し、その数をパーティクル数とした。
スとしてＣＦ4 ガスを用い、５００Ｗの高周波をかけて
プラズマを発生させた時に、ウエハの裏面に付着する窒
化アルミニウム粒子の付着量を高倍率の顕微鏡により測
定し、その数をパーティクル数とした。
【００３７】ただし、本実験での評価基準は４００時間
のエッチング処理を施したあとで、０．３μｍ以上のパ
ーティクル数が１５個未満であったものを優れたものと
した。それぞれの結果は表１に示す通りである。
のエッチング処理を施したあとで、０．３μｍ以上のパ
ーティクル数が１５個未満であったものを優れたものと
した。それぞれの結果は表１に示す通りである。
【００３８】
【表１】
【００３９】表１より判るように、まず、試料７〜１１
ではＡｌＮの含有量が９９重量％未満であるために１０
０時間のエッチング処理で０．３μｍ以上のパーティク
ル数が１５個以上となってしまった。また、試料６では
焼結助剤を含まないものの、Ｓｉの含有量が２０００ｐ
ｐｍと多すぎるために試料７〜１１と同様に１００時間
のエッチング処理で０．３μｍ以上のパーティクル数が
１５個以上となった。
ではＡｌＮの含有量が９９重量％未満であるために１０
０時間のエッチング処理で０．３μｍ以上のパーティク
ル数が１５個以上となってしまった。また、試料６では
焼結助剤を含まないものの、Ｓｉの含有量が２０００ｐ
ｐｍと多すぎるために試料７〜１１と同様に１００時間
のエッチング処理で０．３μｍ以上のパーティクル数が
１５個以上となった。
【００４０】これに対し、本発明に係る試料１〜５で
は、ＡｌＮの含有量が９９重量％以上で、かつＳｉの含
有量が１５００ｐｐｍ以下であるために４００時間のエ
ッチング処理後でも０．３μｍ以上のパーティクル数を
１５個未満とすることができ、基準値を充分満足するこ
とができた。
は、ＡｌＮの含有量が９９重量％以上で、かつＳｉの含
有量が１５００ｐｐｍ以下であるために４００時間のエ
ッチング処理後でも０．３μｍ以上のパーティクル数を
１５個未満とすることができ、基準値を充分満足するこ
とができた。
【００４１】特に、試料１および２では、Ｓｉの含有量
が５００ｐｐｍ以下と少ないため、８００時間のエッチ
ング処理においても０．３μｍ以上のパーティクル数が
１５個以上発生することはなかった。
が５００ｐｐｍ以下と少ないため、８００時間のエッチ
ング処理においても０．３μｍ以上のパーティクル数が
１５個以上発生することはなかった。
【００４２】一方、焼結助剤を含有しない窒化アルミニ
ウム質焼結体に対しＳｉの含有量を変化させた時の熱伝
導率について測定したところ図３のグラフに示す結果が
得られた。このグラフよりＳｉの含有量が１５００ｐｐ
ｍまではＳｉの増加とともに熱伝導率が急激に低下し、
それ以降では殆ど熱伝導率の低下がないといった傾向が
見られたが、Ｓｉの含有量を１５００ｐｐｍ以下として
おけば、熱伝導率を６５Ｗ／ｍｋ以上とすることがで
き、さらにはＳｉの含有量を１０００ｐｐｍ以下とすれ
ば、熱伝導率を７０Ｗ／ｍｋ以上できることがわかる。
ウム質焼結体に対しＳｉの含有量を変化させた時の熱伝
導率について測定したところ図３のグラフに示す結果が
得られた。このグラフよりＳｉの含有量が１５００ｐｐ
ｍまではＳｉの増加とともに熱伝導率が急激に低下し、
それ以降では殆ど熱伝導率の低下がないといった傾向が
見られたが、Ｓｉの含有量を１５００ｐｐｍ以下として
おけば、熱伝導率を６５Ｗ／ｍｋ以上とすることがで
き、さらにはＳｉの含有量を１０００ｐｐｍ以下とすれ
ば、熱伝導率を７０Ｗ／ｍｋ以上できることがわかる。
【００４３】
【発明の効果】以上のように、本発明は耐蝕性部材をＡ
ｌＮ含有量を９９％以上で、かつＳｉの含有量が１５０
０ｐｐｍ以下の窒化アルミニウム質焼結体により形成し
たことにより、ハロゲン系腐蝕性ガスに対しエッチング
され難く、より耐蝕性に優れた部材とすることができ
る。
ｌＮ含有量を９９％以上で、かつＳｉの含有量が１５０
０ｐｐｍ以下の窒化アルミニウム質焼結体により形成し
たことにより、ハロゲン系腐蝕性ガスに対しエッチング
され難く、より耐蝕性に優れた部材とすることができ
る。
【００４４】また、本発明は少なくとも半導体ウエハや
液晶用ガラス基板などのウエハを保持する載置面をＡｌ
Ｎ含有量を９９％以上で、かつＳｉの含有量が１５００
ｐｐｍ以下の窒化アルミニウム質焼結体により形成して
ウエハ保持装置を構成したことにより、プラズマを発生
させたハロゲン系腐蝕性ガス下に曝された状態でも、窒
化アルミニウム粒子の脱粒を殆ど生じることがない。し
かも、高純度の窒化アルミニウム質焼結体からなること
から不純物の量が微量であるため、半導体ウエハや液晶
用ガラス基板などのウエハを汚染したり、あるいは絶縁
破壊などの悪影響を与えることもないというように、長
寿命のウエハ保持装置とすることができるとともに、高
い熱伝導率を有しているため、短時間でウエハを加熱す
ることができる。
液晶用ガラス基板などのウエハを保持する載置面をＡｌ
Ｎ含有量を９９％以上で、かつＳｉの含有量が１５００
ｐｐｍ以下の窒化アルミニウム質焼結体により形成して
ウエハ保持装置を構成したことにより、プラズマを発生
させたハロゲン系腐蝕性ガス下に曝された状態でも、窒
化アルミニウム粒子の脱粒を殆ど生じることがない。し
かも、高純度の窒化アルミニウム質焼結体からなること
から不純物の量が微量であるため、半導体ウエハや液晶
用ガラス基板などのウエハを汚染したり、あるいは絶縁
破壊などの悪影響を与えることもないというように、長
寿命のウエハ保持装置とすることができるとともに、高
い熱伝導率を有しているため、短時間でウエハを加熱す
ることができる。
【図１】本発明に係わる耐蝕性部材により形成したウエ
ハ保持装置の一例であるサセプタを示す斜視図である。
ハ保持装置の一例であるサセプタを示す斜視図である。
【図２】本発明に係わる耐蝕性部材により形成したウエ
ハ保持装置の一例である静電チャックを示す図であり、
（ａ）は一部を破断した斜視図で、（ｂ）はその断面図
である。
ハ保持装置の一例である静電チャックを示す図であり、
（ａ）は一部を破断した斜視図で、（ｂ）はその断面図
である。
【図３】Ｓｉの含有量に対する窒化アルミニウム質焼結
体の熱伝導率を示すグラフである。
体の熱伝導率を示すグラフである。
１０ サセプタ １１ 板状体 １２ 載置面 ２０ 静電チャック ２１ 板状体 ２２ 載置面 ２３ 電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/3065 21/68 Ｎ Ｒ // Ｂ２３Ｑ 3/15 Ｄ Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｂ (72)発明者 永野 三郎 鹿児島県国分市山下町１番１号 京セラ株 式会社鹿児島国分工場内
Claims (2)
- 【請求項１】ＡｌＮ含有量が９９％以上で、かつＳｉの
含有量が１５００ｐｐｍ以下の窒化アルミニウム質焼結
体からなる耐蝕性部材。 - 【請求項２】少なくとも半導体ウエハや液晶用ガラス基
板などのウエハを保持する載置面をＡｌＮ含有量が９９
％以上で、かつＳｉの含有量が１５００ｐｐｍ以下の窒
化アルミニウム質焼結体により形成したことを特徴とす
るウエハ保持装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1482095A JPH08208338A (ja) | 1995-01-31 | 1995-01-31 | 耐蝕性部材およびウエハ保持装置 |
| US08/594,244 US6133557A (en) | 1995-01-31 | 1996-01-30 | Wafer holding member |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1482095A JPH08208338A (ja) | 1995-01-31 | 1995-01-31 | 耐蝕性部材およびウエハ保持装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08208338A true JPH08208338A (ja) | 1996-08-13 |
Family
ID=11871687
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1482095A Pending JPH08208338A (ja) | 1995-01-31 | 1995-01-31 | 耐蝕性部材およびウエハ保持装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08208338A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6632549B1 (en) | 1997-07-15 | 2003-10-14 | Ngk Insulators, Ltd. | Corrosion-resistant member, wafer-supporting member, and method of manufacturing the same |
| JP2010114416A (ja) * | 2008-10-09 | 2010-05-20 | Ngk Insulators Ltd | ウエハ載置台及びその製法 |
| CN109427624A (zh) * | 2017-08-31 | 2019-03-05 | 株式会社斯库林集团 | 基板干燥方法和基板处理装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62223070A (ja) * | 1986-03-13 | 1987-10-01 | エレクトロシユメルツヴエルク・ケンプテン・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング | 実際に無孔質の多結晶窒化アルミニウム成形体と焼結助剤を併用しないその製造方法 |
| JPS6385055A (ja) * | 1986-09-26 | 1988-04-15 | 旭硝子株式会社 | 高密度窒化アルミニウム常圧焼結体 |
| JPH04298062A (ja) * | 1991-03-26 | 1992-10-21 | Ngk Insulators Ltd | 半導体製造装置 |
| JPH0536819A (ja) * | 1991-07-30 | 1993-02-12 | Kyocera Corp | 静電チヤツク |
| WO1995021139A1 (fr) * | 1994-02-03 | 1995-08-10 | Ngk Insulators, Ltd. | Agglomere de nitrure d'aluminium et methode de production |
-
1995
- 1995-01-31 JP JP1482095A patent/JPH08208338A/ja active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62223070A (ja) * | 1986-03-13 | 1987-10-01 | エレクトロシユメルツヴエルク・ケンプテン・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング | 実際に無孔質の多結晶窒化アルミニウム成形体と焼結助剤を併用しないその製造方法 |
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| JPH04298062A (ja) * | 1991-03-26 | 1992-10-21 | Ngk Insulators Ltd | 半導体製造装置 |
| JPH0536819A (ja) * | 1991-07-30 | 1993-02-12 | Kyocera Corp | 静電チヤツク |
| WO1995021139A1 (fr) * | 1994-02-03 | 1995-08-10 | Ngk Insulators, Ltd. | Agglomere de nitrure d'aluminium et methode de production |
Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| US6632549B1 (en) | 1997-07-15 | 2003-10-14 | Ngk Insulators, Ltd. | Corrosion-resistant member, wafer-supporting member, and method of manufacturing the same |
| JP2010114416A (ja) * | 2008-10-09 | 2010-05-20 | Ngk Insulators Ltd | ウエハ載置台及びその製法 |
| CN109427624A (zh) * | 2017-08-31 | 2019-03-05 | 株式会社斯库林集团 | 基板干燥方法和基板处理装置 |
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