CN102047383A - 改善高频电极的连接方法的晶片保持体及搭载该晶片保持体的半导体制造装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种晶片保持体及搭载该晶片保持体的半导体制造装置，所述晶片保持体具有不产生异常过热或微粒的可靠性高的高频电极电路。本发明提供晶片保持体(10)，设置于腔室内，具有埋设有高频电极电路(5)的晶片保持部(1)、从晶片保持部(1)的晶片载置面(1a)的相反侧的面(1b)支撑晶片保持部(1)的支撑构件(2)、相对于该支撑构件(2)设置于晶片保持部(1)的相反侧的接地部件(3)以及插入支撑构件(2)的内部且将高频电极电路(5)和接地部件(3)电连接的导电性连接部件(7)，其中，该导电性连接部件(7)具有沿垂直方向变形的能力，并且，导电性连接部件(7)中的形成主要电流通路的连接部分以面接触的方式固定。

Description

改善高频电极的连接方法的晶片保持体及搭载该晶片保持体的半导体制造装置
技术领域
本发明涉及晶片保持体及搭载该晶片保持体的半导体制造装置，该晶片保持体是在半导体制造工艺中用于保持晶片而进行加热处理的晶片保持体，尤其是用于针对晶片对通过CVD等进行的成膜及蚀刻、或保护膜等进行热处理的晶片保持体。
背景技术
一直以来，在半导体制造工艺中，为在晶片载置面上保持晶片而进行加热处理，使用具有电阻发热体电路、高频电极电路等电气电路的各种晶片保持体。在该晶片保持体的晶片保持部上保持晶片而进行加热处理时，重要的是使晶片保持部不发生变形或破损。为此，一直在晶片保持部的面内温度分布、用于支撑晶片保持部的管状支撑部件的机械固定方法和接合方法等上进行大量研究。
另外，在晶片保持部中埋设有电阻发热体电路或高频电极电路，根据需要还埋设有静电夹盘用电极，它们的电极端子从晶片载置面的相反一面取出。这些电极端子上分别连接有作为导通线的导电性的连接部件。含有该导电性连接部件的导通线经由管状支撑部件的内部以及其腔室连接用的金属或陶瓷凸缘取出到反应容器的系统外，并根据需要连接到电源系统。
作为这样的晶片保持体的流行的使用方法，有平行平板型的等离子体CVD装置。其在反应容器上部设置等离子体上部电极，并在晶片保持部的内部设置等离子体下部电极，由此，在它们之间产生等离子体。通过该等离子体辅助反应，并在晶片上堆积、生成需要的膜。下部电极兼具静电夹盘功能，因此为了吸附晶片，也可以在下部电极上施加偏压，但是一般而言大多连接到接地部件，且接地部件固定于腔室，从而保持在零电位。
有时向该高频电极电路施加最大数kW的大功率，因此若电连接不牢固，则连接部分会发生烧损。但是，用于等离子体CVD的晶片保持体通常在300～600℃的温度下使用，在某些情况下在700℃以上的温度下使用，因此晶片保持体整体上发生热膨胀。此时，在管状支撑部件为陶瓷制的情况下，由于在该管状支撑部件与从晶片保持部背面取出的电极端子和与其连接的金属制导电性连接部件之间的热膨胀差，有时会产生应力集中。
例如，在导电性连接部件的热膨胀量大于陶瓷制的管状支撑部件且导电性连接部件以刚性方式固定在管状支撑部件的下部时，由于热膨胀差，该导电性连接部件将晶片保持部从晶片载置面的相反侧的面顶起，最差的情况下，会使晶片保持体发生变形或破损。
另外，在高频电极电路的导通线中，为了缓和由于导电性连接部件的热膨胀而产生的应力，有时将导电性连接部件与接地部件或腔室的接地部分的连接部分设为可滑动的结构。例如，专利文献1中提出一种连接器内部的耦合器结构，其使用线圈状的弹簧触点使金属凸缘部分与导电性连接部件的连接自如滑动。
但是，这样的现有的耦合器结构，其导电性连接部件与接地部件的连接点兼有用于缓和热膨胀产生的应力的滑动和电连接的作用，因此，当经由接地部件将高频电极电路与大地连接时，无论如何都不能得到牢固且可靠性高的电连接，会产生如下故障：由热膨胀时的滑动引起的摩擦产生微粒，或由于滑动而使连接不完全导致电通路受限，由此在其一部分上流过偏流而造成异常过热或烧损。
专利文献1：日本特开2002-141403号公报
发明内容
鉴于上述现有情况，本发明的目的在于提供一种晶片保持体及搭载该晶片保持体的半导体制造装置，其中，所述晶片保持体具有可靠性高的高频电极电路，并以无滑动部分的在电气上牢固的连接的方法经由接地部件将高频电极电路与大地连接，由此，能够防止在连接部分上产生异常过热或微粒。
为了达成所述目的，本发明提供的晶片保持体设置于腔室内，具有埋设有高频电极电路的晶片保持部、从该晶片保持部的晶片载置面的相反侧的面支撑该晶片保持部的支撑构件、相对于该支撑构件设置于晶片保持部的相反侧的接地部件以及插入该支撑构件的内部且将该高频电极电路和该接地部件电连接的导电性连接部件，其中，该导电性连接部件具有沿垂直方向变形的能力，并且，该导电性连接部件中的形成主要电流通路的连接部分以面接触的方式固定。
在所述本发明提供的晶片保持体中，优选导电性连接部件具有与高频电极电路连接的沿垂直方向向下延伸的金属制刚性构件以及与该刚性构件连接的挠性构件。该挠性构件可以由沿垂直方向向下延伸的螺旋状构件或板簧状构件、或沿水平方向延伸的平板状构件构成。
另外，在所述本发明提供的晶片保持体中，优选导电性连接部件和接地部件的连接部分是能够在支撑构件和接地部件的连接的同时或之后进行连接的结构。本发明还提供搭载有具有这些特征的晶片保持体的半导体制造装置。
发明效果
根据本发明，可以使晶片保持体的高频电极电路和接地部件的电连接部分成为没有滑动部分的、牢固且可靠性高的部分，因此，可以防止在该连接部分中产生异常过热或微粒。因此，本发明可以提供具有可靠性高的高频电极电路的晶片保持体、以及搭载有该晶片保持体的半导体制造装置。
附图说明
图1为表示本发明的晶片保持体的一个具体示例的剖面图。
图2为表示本发明的晶片保持体具有的导电性连接部件的安装方法的一个具体示例的剖面图。
图3A为表示本发明的晶片保持体具有的导电性连接部件的具体示例的局部剖面图。
图3B为表示本发明的晶片保持体具有的导电性连接部件的具体示例的局部剖面图。
图4为表示本发明的晶片保持体具有的导电性连接部件的其它具体示例的局部剖面图。
图5为表示本发明的晶片保持体具有的导电性连接部件的又一其它具体示例的局部剖面图。
图6为表示比较例1的晶片保持体具有的导电性连接部件的局部剖面图。
图7为表示比较例2的晶片保持体具有的导电性连接部件的局部剖面图。
图8为表示比较例3的晶片保持体具有的导电性连接部件的局部剖面图。
标号说明
1    晶片保持部
2    支撑构件
3    接地部件
4    电阻发热体电路
5    高频电极电路
6    电阻发热体电路用导电性连接部件
7    高频电极电路用导电性连接部件
7a、17a、27a    金属杆
7b、17b、27b    金属簧片
10    晶片保持体
具体实施方式
以下，参照图1对本发明的晶片保持体的一个具体示例进行说明。图1所示的晶片保持体10搭载于未图示的等离子体CVD装置等半导体制造装置的腔室内，所述晶片保持体10具有：载置半导体晶片的圆盘状的晶片保持部1；从晶片保持部1的晶片载置面1a的相反侧的面(以下也称为背面1b)支撑该晶片保持部1的、陶瓷制的优选具有管形状的支撑构件2；和相对于该支撑构件2设置于晶片保持部1的相反侧的接地部件3。
晶片保持部1中埋设有电阻发热体电路4和高频电极电路5。电阻发热体电路4具有一对电极端子(未图示)，在此，各自的一个端部从晶片保持部1的背面1b露出，以使后述的导电性连接部件能够进行连接。高频电极电路5也同样，其电极端子(未图示)的一个端部从晶片保持部1的背面1b露出。另外，晶片保持部1具备的这些电极端子可以使用在钨上镀Ni的材料。
在从上述晶片保持部1的背面1b露出的电阻发热体电路4的电极端子的一个端部上，预先设置有螺纹部。为使与该螺纹部螺合，电阻发热体电路4用的导电性连接部件6上也预先设置有螺纹部。由此，电阻发热体电路4用的导电性连接部件6与电阻发热体电路4电连接。高频电极电路5用的导电性连接部件7也同样，经由互相螺合的螺纹部与高频电极电路5电连接。
电阻发热体电路4用的导电性连接部件6的结构没有特别限定，经由支撑构件2的内部和接地部件3上设置的贯通孔3a，与腔室系统外的电源系统(未图示)连接。另一方面，高频电极电路5用的导电性连接部件7也可以在局部具备例如日本特开2007-281161号公报所示的中空的管状电极结构。该高频电极电路5用的导电性连接部件7为了避免与其它电极电路例如电阻发热体电路4的导电性连接部件6发生电干涉，优选由陶瓷等绝缘材料构成的绝缘管(未图示)包围。
高频电极电路5用的导电性连接部件7的下部经由接地部件3与大地连接。此时，若将导电性连接部件7以无变形能力的状态、即以硬性(刚性)的状态直接固定于在垂直方向下部设置的接地部件3上，则晶片保持部1被加热时，导电性连接部件7发生热膨胀，从背面顶起晶片保持部1。为了避免该情况，本具体示例中，使导电性连接部件7具有垂直方向的变形能力，并且将其一端以面接触方式固着在接地部件3上。
在此，面接触是指，导电性连接部件7和接地部件3的连接部分不是以点或线而是以面和面的方式进行接触，固着是指，这些面彼此之间的接触部分不滑动地互相牢固地固定。作为这样的以面接触的方式进行固着的方法，具体而言，可以列举螺纹固定、钎焊、焊接等。
为了使导电性连接部件7具有变形能力，可以通过从与电极端子的连接部沿垂直方向向下延伸的金属制的刚性构件、和与其进行电连接的金属制的挠性构件这两个构件来构成导电性连接部件7。例如，图1所示的导电性连接部件7由沿垂直方向向下延伸的金属杆7a、和具有挠性的平板状的金属簧片7b来构成导电性连接部件7，该金属簧片7b安装于该金属杆7a的下部并沿水平方向延伸。
作为在金属杆7a的下部安装金属簧片7b方法，优选的方法为：使金属杆7a的下端部形成刻有外螺纹或内螺纹的结构，使预先在两端部上开孔的金属簧片7b的一个孔与该金属杆7a的下端部对合，并用螺母或螺栓固定。另外，优选将金属簧片7b的另一个孔螺纹固定于在支撑构件2下部设置的接地部件3上，由此，设置有该另一个孔的金属簧片7b的端部与接地部件3上表面维持面接触状态。
金属簧片7b优选以沿水平方向延伸的方式进行安装，由此，对应于高频电极电路5用的导电性连接部件7沿垂直方向的热膨胀或热收缩，可在垂直方向上自由挠曲。因此，无需在导电性连接部件7的连接部分上设置滑动部分，可在电通路(导通路径)上维持牢固的固定状态，并且可提供能够长期维持高可靠性的结构。
另外，导电性连接部件7的连接部分上的面接触，可以是平面彼此间的面接触，也可以是具有大致同一形状的部分的曲面彼此间的面接触。例如也可以是下述方法：由圆柱形的杆构成导电性连接部件7的连接部分，利用将具有与其大致相同内径的环状构件分成两半的构件夹持该圆柱形的杆，来确保面接触。
将上述平板状的金属簧片7b固定于接地部件3时，作为顺序，优选能够在将支撑构件2与接地部件3连接时同时地或在其之后从支撑构件2的外侧进行连接。这是因为可想到，若不如此，则在将接地部件3安装于支撑构件2之前将金属簧片7b固定于接地部件3实质上是困难的，或是一种非常复杂的操作。
作为具体的安装方法，没有特别限定，但可以举出下述方法：例如如图2所示，使设置于金属簧片7b端部的孔与支撑构件2的凸缘部的孔对合，同时，用该凸缘部和接地部件3夹持金属簧片7b的该端部，通过将支撑构件2和接地部件3连接的螺栓8将金属簧片7b的端部与接地部件3连接。
上述平板状的金属簧片7b需要在垂直方向上挠曲，因此，与图1的纸面平行的截面的纵横尺寸比以水平方向/垂直方向计优选为3以上，更优选为5以上。平板状的金属簧片7b的厚度，若过薄则可能会由于热膨胀、热收缩而断裂，若过厚则会难于挠曲，因此，优选为0.3mm以上、1.5mm以下。
近年来，等离子体等使用的高频的频率日益增高，使用例如13.56MHz以上的频率。因此，尤其是在频率高的领域中，优选增大表面积以使高频线不发热就可以使用。认为在高频电极电路的情况下，流经电极的高频只流经电极表面附近，因此，为了在相同截面积下增大表面积，优选为扁平状，这样也具有平板的优越性。
另外，所述金属簧片7b可以是基本完全平坦的，也可以在中途具有折曲部或弯曲部。另外，高频电极电路5用的导电性连接部件7发生热膨胀或热收缩时，为使金属簧片7b在垂直方向上能够容易地挠曲，除与构成接地部件3的金属凸缘部连接的连接部分以外，优选在金属簧片7b的上下确保空间。
优选例如如图3A所示，在接地部件3上设置金属杆7a的下端部套上的有底的孔3b，并且在接地部件3的上表面中的金属簧片7b与接地部件3对置的区域中，除金属簧片7b和接地部件3的连接部以外，形成朝向该孔3b逐渐变深的倾斜槽3c。或者，也可以如图3B所示，在接地部件3上设置金属杆7a的下端部以及沿水平方向延伸的金属簧片7b整体套上的有底的孔3d，并且使金属簧片7b的上表面以面接触的方式与接地部件3连接。此时，接地部件3的与金属簧片7b连接的连接部分优选形成悬垂状。
所述具体示例中，金属簧片7b使用平板状的构件，但并不限定于这种构件，只要能够沿垂直方向变形，也可以采用其它形状的构件。例如也可以如图4所示，包括使导电性连接部件7沿垂直方向向下延伸的金属杆17a、和除两个端部以外全部弯曲的沿垂直方向延伸的板簧状的金属簧片17b。
作为使高频电极电路5用的导电性连接部件7具有变形能力的其它方法，也可以将导电性连接部件7的一部分或全部设为螺旋状。例如也可以如图5所示，包括使导电性连接部件7沿垂直方向向下延伸的金属杆27a、和除与接地部件3连接的连接部分以外形成为螺旋状的金属簧片27b。
如此地，从在晶片保持部1中埋设的高频电极电路5引出螺旋状的高频线作为导电性连接部件7，由此，可吸收沿垂直方向的热膨胀。此时，为使螺旋部分不相对于垂直方向在横向上延伸，优选例如图5所示，将螺旋状部分收纳于陶瓷制的管状支撑管9的内部，或沿棒状构件缠绕螺旋状部分。另外，螺旋状部分的截面可以是圆状或扁状等任意形状，但为形成最紧凑的结构，优选使用薄的金属箔来制作扁状的簧片，并将其卷绕为螺旋状。
金属簧片的材质优选为重复疲劳强度较强且不易出现微粒的材质，优选例如镍、因科镍铬铁合金(インコネル)、不锈钢、科瓦铁镍钴合金(コバ-ル)、铁-镍合金。其中，对于科瓦铁镍钴合金、铁-镍合金，优选预先进行镀镍。另外，铜作为CVD基座是作为金属污染而避讳的材料，因而并不优选，。另一方面，为了避免产生微粒，接地部件3的材质通常使用铝合金或不锈钢，但为了实现轻量化，优选铝合金。
这样，本发明的晶片保持体10中，其特征在于，从埋设的高频电极电路5经由导电性连接部件7到接地部件3的主要电流通路通过面接触进行连接。另外，作为上述高频线的形成主要电流通路的导通路径，其特征在于，不具有点接触部分和滑动部分。由此，可防止该连接部分中的异常过热或微粒的产生，并且可提高高频电极电路5的可靠性。另外，为了确保面接触的导通路径，也可以另外设置从所述电流通路分支的导通路径。
另外，用于进行作为加热用加热器的电阻发热体电路4的通电的电流簧片，可以选择作为截面积较大且具有挠性的结构的绞线。另一方面，高频电流从晶片保持部1中埋设的高频电极电路5流至接地部件3时，高频电流集中在导电性连接部件7的表面进行流动，并且在该绞线结构中具有很多点接触部分因而在各截面中电流不易向其它导线束分流，因此，在一部分导线束上会产生异常发热等，从而不能长期持续地进行高频通电。
另外，在高频电极电路5中，整个高频系统的L成分、C成分、R成分的平衡很重要，需要使用匹配箱来取得阻抗匹配，因此若随着时间经过或每次向装置更换时在支撑构件2的内部高频导通线发生物理移动，则有时在施加等离子体时会出现错误模式。因此，仅基于具有挠性这样的理由而使用绞线等具有挠性的电线来进行连接，这从重复性的观点出发并不优选。即，需要一种可以长期维持一定特性的结构。
为了在考虑这些事实的同时解决高频电极电路用的导电性连接部件的热膨胀或热收缩的问题，一直以来研究了很多方案，但这些方案大多主要仅在垂直方向上施加对策，并且还常常存在连接部分上因滑动而产生微粒、或导致连接状态不稳定之类的问题。相对于此，上述说明的本发明的结构并没有局限于这些现有方案而解决了这些问题。
作为一个示例，本发明的结构基于一种新颖的思路，该思路是使导电性连接部件7和接地部件3的固定点在相对于导电性连接部件7发生热膨胀、热收缩的方向的水平方向上移动并经由挠性构件进行固定，并且关于实际中的固定方法，集合发明人的智慧提出下述具有创造性的结构：在将管状的支撑构件2固定在接地部件3上时同时地或在其之后，将导电性连接部件7与接地部件3用螺纹紧固。
另外，在本发明的晶片保持体10中，也可以向支撑构件2的内部供给惰性气体。由此，尤其可以防止高温部中的电极部分的老化。另外，支撑晶片保持部1的支撑构件2对形状没有特别限制，可以采用任意形状，但从结构简易并且具有高机械强度的观点出发，更优选为管状。
该支撑构件2可以物理固定在晶片保持部1上，也可以进行化学接合。在使作用在晶片保持部1上的应力降低的情况下，不使用焊料或玻璃等对支撑构件2进行化学接合，而优选使用例如螺纹固定等方法进行物理固定。通常而言，支撑构件2在晶片保持部1附近温度高，相反，在其相反侧温度低，因此，由于该温差，支撑构件2容易发生变形。若将此时的支撑构件2化学接合于晶片保持部1上，则支撑构件2的变形会影响晶片保持部1，作用在晶片保持部1上的应力会增大，因此并不优选。
与此相对，在使用螺纹固定等物理的固定方法时，在晶片保持部1和支撑构件2之间会产生稍许尺寸上的“游隙”，相反若无尺寸上的“游隙”则无法进行固定。因此，该“游隙”会吸收很多晶片保持部1和支撑构件2之间产生的应力，因此，与化学接合相比更为优选，因其可使应力相对较小。
作为晶片保持部1以及支撑构件2使用的材料，没有特别限制，可以使用氧化铝、氮化铝、氮化硅、碳化硅等陶瓷材料或其复合体。这些材料的选定可以考虑使用温度、成本和耐腐蚀性等来适当确定。在这些材料中，尤其优选氮化铝。
接下来，对于本发明的晶片保持体10的制造方法，以氮化铝(AlN)基座为示例进行说明。使用的AlN原料粉末的表面系数优选为2.0～10.0m2/g。表面系数小于2.0m2/g时，氮化铝的烧结性下降，而超过10.0m2/g时，粉末的凝集变得非常强，因此不易处理。另外，原料粉末中含有的氧量优选为2重量％以下。若氧量超过2重量％，则烧结体的导热系数下降。
另外，原料粉末中含有的除铝以外的金属杂质量优选合计为2000ppm以下。若金属杂质量超过上述范围，则烧结体的导热系数下降。特别是，作为金属杂质的Si等第四族元素和Fe等铁族元素，具有很高的使烧结体的导热系数下降的作用，因此，含量分别优选为1000ppm以下。
AlN是难烧结性材料，因此，优选向AlN原料粉末中添加烧结助剂。作为添加的烧结助剂，优选稀土类元素化合物或碱土类金属化合物。这些化合物具有下述作用，即与在烧结中与氮化铝粉末粒子的表面上存在的铝氧化物或铝氧氮化物反应而促进氮化铝的致密化，并且除去导致氮化铝烧结体的导热系数下降的氧，因此，可以使氮化铝烧结体的导热系数提高。
烧结助剂的添加量优选0.01～5重量％的范围。若添加量小于0.01重量％，则难以得到致密的烧结体，并且，烧结体的导热系数下降。另外，若添加量超过5重量％，则烧结助剂会存在于氮化铝烧结体的晶粒边界，因此，在腐蚀性气氛下使用时，该晶粒边界中存在的烧结助剂会受到蚀刻，从而造成脱粒或产生微粒。烧结助剂的添加量更优选为1重量％以下。若添加量为1重量％以下，则即使在晶粒边界的三相点也不会存在烧结助剂，因此烧结体的耐腐蚀性将进一步提高。
所述烧结助剂中，优选稀土类元素化合物，尤其优选除去氧的效果显著的钇化合物。另外，作为稀土类元素化合物，可以使用氧化物、氮化物、氟化物、硬脂酸化合物等。其中，氧化物由于其廉价且容易获得的特点而优选。另外，硬脂酸化合物与有机溶剂的亲和性高，因此，当将AlN原料粉末和烧结助剂等用有机溶剂混合时，由于混合性高，因此合适。
向这些AlN原料粉末和烧结助剂粉末中，添加预定量的溶剂、粘合剂、以及根据需要的分散剂或反絮凝剂来混合。混合方法没有特别限制，可以为球磨机混合或基于超音波进行的混合等。可以通过这样的混合来获得原料浆料。将得到的原料浆料进行成形并烧结，由此，可以得到作为晶片保持部的AlN烧结体。其方法可以有共烧(コファイヤ-)法和后金属喷镀(ポストメタライズ)法两种方法。
首先，对后金属喷镀法进行说明。由所述原料浆料通过喷雾干燥等方法来制作颗粒。将该颗粒填充于预定的模具中，并进行冲压成形。此时，冲压压力优选为9.8MPa以上。若压力小于9.8MPa，则往往不能获得足够的成形体的强度，从而在处理等时容易破损。
另外，成形体的密度根据粘合剂的含量和烧结助剂的添加量而不同，但优选为1.5g/cm3以上。若小于1.5g/cm3，则原料粉末粒子间的距离相对增大，因此不易进行烧结。另外，成形体密度优选为2.5g/cm3以下。若超过2.5g/cm3，则在后续工序的脱脂处理中，很难将成形体内的粘合剂充分除去，因此很难得到如上述的致密的烧结体。
得到的成形体在氮或氩等非氧化性气氛中进行加热而进行脱脂处理。若在大气等氧化性气氛中进行脱脂处理，则AlN粉末的表面被氧化，因此，烧结体的导热系数下降。脱脂处理的加热温度优选为500～1000℃。若温度低于500℃，则不能将粘合剂充分除去，在脱脂处理后的成形体中碳会过量残留，因此会对其后的烧结工序中的烧结造成阻碍。
另外，若温度超过1000℃，则残留的碳量变得过少，因此，除去AlN粉末表面上存在的氧化膜的氧的能力下降，烧结体的导热系数下降。在脱脂处理后的成形体中残留的碳量优选为1.0重量％以下。若残留超过1.0重量％的碳，则烧结受到阻碍，因此不能得到致密的AlN烧结体。
接下来，对脱脂后的成形体进行烧结。该烧结在氮或氩等非氧化性气氛中并在1700～2000℃的温度下进行。此时使用的氮等环境气体中含有的水分的露点优选为-30℃以下。在含有比其更多的水分的情况下，烧结时，AlN会与环境气体中的水分反应而形成氧氮化物，因此，有导热系数下降的可能性。另外，环境气体中的氧量优选为0.001体积％以下。若氧量超过该值，则AlN的表面被氧化，从而有导热系数下降的可能性。
另外，烧结时用于装载成形体的夹具适宜为氮化硼(BN)成形体。该BN成形体对上述烧结温度具有充分的耐热性，并且其表面具有固体润滑性，因此，在烧结时能够减小成形体进行收缩时的夹具和成形体之间的摩擦，并且可得到翘曲少的AlN烧结体。
得到的AlN烧结体要根据需要进行表面研磨加工等机械加工。在后续工序中要将导电膏进行丝网印刷的情况下，烧结体的表面粗糙度以Ra计优选为5μm以下。若超过5μm，则通过丝网印刷形成电路时，容易产生图案渗色或气泡等缺陷。更适宜表面粗糙度以Ra计为1μm以下。
研磨加工到上述表面粗糙度时，在烧结体的两面都进行丝网印刷的情况自不待言，但即使仅在一面进行丝网印刷的情况下，也可以将进行丝网印刷的面和相反侧的面都进行研磨加工。在只将进行丝网印刷的面进行研磨加工的情况下，在进行丝网印刷时，利用不进行研磨加工的一面支撑烧结体。这是因为，此时，没进行研磨加工的面有时存在突起或异物，因此，烧结体的固定会不稳定，在丝网印刷中电路图案有时不能正确地进行描绘。
另外，在该研磨加工中，两加工面的平行度优选为0.5mm以下。若平行度超过0.5mm，则在丝网印刷时导电膏的厚度的偏差有时会变大。平行度为0.1mm以下，则尤其适宜。另外，要进行丝网印刷的面的平面度优选为0.5mm以下。这是因为，平面度超过0.5mm时，导电膏的厚度的偏差有时也会变大。该平面度若为0.1mm以下，则尤其适宜。
在研磨加工后的AlN烧结体上，通过丝网印刷涂布导电膏，并形成电气电路图案。导电膏通过在金属粉末中混合粘合剂和溶剂而制得。作为金属粉末，出于与陶瓷的热膨胀系数的匹配，优选钨、钼或钽。
另外，为了提高与AlN的粘结强度，也可以向上述导电膏中添加氧化物粉末。作为氧化物粉末，优选3A族元素或3A族元素的氧化物、Al2O3、SiO2等。尤其优选氧化钇，这是因为其对AlN的润湿性非常好。这些氧化物粉末的添加量优选0.1～30重量％。小于0.1重量％时，形成的作为电气电路的金属层与AlN的粘结强度会降低。相反，若超过30重量％，则作为电气电路的金属层的电阻值会增高。
关于导电膏的厚度，以干燥后的厚度计优选为5μm以上且100μm以下。厚度小于5μm时，不仅电阻值变得过高，而且粘结强度也会下降。另外，厚度超过100μm时，粘结强度下降。另外，要形成的电路图案为电阻发热体电路时，图案的间隔优选为0.1mm以上。若间隔小于0.1mm，则电阻发热体上流过电流时，根据施加电压和温度，会产生泄漏电流，从而有短路的危险。尤其在500℃以上的温度下使用时，图案间隔优选设为1mm以上，更优选为3mm以上。
接下来，使导电膏脱脂后，进行煅烧。脱脂在氮或氩等非氧化性气氛中进行。脱脂温度优选500℃以上。若脱脂温度低于500℃，则导电膏中的粘合剂不能充分除去而碳残留在金属层内，并且在煅烧时形成金属的碳化物，因此金属层的电阻值增高。
脱脂后的导电膏的煅烧，适宜在氮或氩等非氧化性气氛中，在1500℃以上的温度下进行。若温度低于1500℃，则导电膏中的金属粉末的晶粒生长不进行，因此，煅烧后的金属层的电阻值会变得过高。另外，煅烧温度不超过陶瓷的烧结温度为宜。这是因为，若以超过陶瓷的烧结温度的温度来煅烧导电膏，则陶瓷中含有的烧结助剂等开始挥发，并且促进导电膏中的金属粉末的晶粒生长，从而使陶瓷和金属层的粘结强度降低。
为了确保作为形成的电气电路的金属层的绝缘性，可以在金属层之上形成绝缘性涂层。关于绝缘性涂层的材质，只要与金属层的反应性小，且与AlN的热膨胀系数差为5.0×10-6/K以下，就无特别限制，可以使用例如结晶化玻璃或AlN等。将这些材料例如以膏状进行预定厚度的丝网印刷，并根据需要进行脱脂后，在预定的温度下进行煅烧，由此，可以形成绝缘性涂层。
此时，膏状物中添加的烧结助剂量优选为0.01重量％以上。若小于0.01重量％，则绝缘性涂层不会致密化，很难确保金属层的绝缘性。另外，烧结助剂量优选不超过20重量％。若超过20重量％，则过量的烧结助剂渗透到金属层中，因此金属层的电阻值有时会发生变化。将膏状物进行涂布的厚度没有特别限制，但优选为5μm以上。这是因为若小于5μm，则很难确保绝缘性。
另外，作为上述的导电膏，也可以使用银、钯、铂等的混合物或合金。关于这些金属，通过相对于银的含量来添加钯或铂，导体的体积电阻率会增大，因此，根据电路图案调整钯或铂的添加量即可。另外，这些添加物具有防止电路图案间的迁移的效果，因此，相对于银100重量份，优选添加0.1重量份以上。
为了确保与AlN的粘结性，这些金属粉末中优选添加金属氧化物。可以添加例如氧化铝、氧化硅、氧化铜、氧化硼、氧化锌、氧化铅、稀土类氧化物、过渡金属元素氧化物、碱土类金属氧化物等。添加量优选0.1重量％以上且50重量％以下。若含量小于该数值，则与氮化铝的粘结性降低，因此并不优选。另外，若含量大于该数值，则银等金属成分的烧结受到阻碍，因此并不优选。
将所述金属粉末和金属氧化物粉末进行混合，并添加有机溶剂或粘合剂，成为膏状后，与上述同样，通过丝网印刷来形成电路图案。此时，在氮等惰性气体气氛中或空气中，在700℃至1000℃的温度范围内，对形成的电路图案进行煅烧。
此时，为了确保电路间的绝缘，可以通过涂布结晶化玻璃、釉面玻璃、有机树脂等并进行煅烧或硬化，来形成绝缘层。作为玻璃的种类，可以使用硼硅酸玻璃、氧化铅、氧化锌、氧化铝、氧化硅等。向这些粉末中添加有机溶剂或粘合剂，形成膏状，并通过丝网印刷进行涂布。
涂布的厚度没有特别限定，但优选为5μm以上。这是因为，若小于5μm，则很难确保绝缘性。另外，作为煅烧温度，优选为比所述电路形成时的温度低的温度。若以比所述电路煅烧时高的温度进行煅烧，则电路图案的电阻值会发生较大变化，因此并不优选。
接下来，根据需要，进一步层叠陶瓷基板。陶瓷基板的层叠通过接合剂进行即可。作为接合剂使用向氧化铝粉末或氮化铝粉末中加入2A族元素化合物或3A族元素化合物、粘合剂或溶剂并膏化后的物质，并在接合面上以丝网印刷等方法进行涂布。涂布的接合剂的厚度没有特别限定，但优选为5μm以上。若厚度小于5μm，则接合层上容易产生气泡或接合不均等接合缺陷。
涂布接合剂后的陶瓷基板，在非氧化性气氛中，在500℃以上的温度下进行脱脂。其后，将要进行层叠的陶瓷基板叠合，施加预定的载荷，并在非氧化性气氛中进行加热，由此，将各陶瓷基板接合。施加的载荷优选为5kPa以上。若载荷小于5kPa，则不能得到足够的接合强度，或容易产生接合缺陷。
关于接合时的加热温度，只要是使各陶瓷基板经由接合层进行充分粘结的温度，就没有特别限定，但优选为1500℃以上。若低于1500℃，则难以得到足够的接合强度，容易产生接合缺陷。所述脱脂及接合时的非氧化性气氛优选使用氮或氩等。
可以按照上述来得到作为晶片保持体的晶片保持部的陶瓷层叠烧结体。另外，作为所述的电气电路，若为例如电阻发热体电路，则在钼线(线圈)、静电夹盘用电极电路或高频电极电路等情况下，也可以不使用导电膏，而使用钼网或钨网(网状体)。
此时，可以在AlN原料粉末中内置所述钼线圈或钼网并通过热压法来制作。热压的温度和气氛按照AlN的烧结温度和气氛进行即可，但热压压力优选施加1.0MPa以上。若热压压力小于1.0MPa，则在钼线圈或钼网与AlN之间有时会产生间隙，因此，有时作为加热器的性能会表现不出来。
接下来，对共烧法进行说明。将上述的原料浆料通过刮涂法进行片状成形。对片状成形没有特别的限定，但片的厚度优选在干燥后为3mm以下。若片的厚度超过3mm，则由于浆料的干燥收缩量变大，因此片上产生裂缝的概率增大。在得到的片上将导体膏用丝网印刷等方法进行涂布，由此，形成预定形状的电气电路图案。导电膏可以使用与在所述后金属喷镀法中说明过的物质相同的物质。但是，在共烧法中，即使不向导电膏中添加氧化物粉末也没有妨碍。
将形成有所述电路图案的片与未形成电路图案的片进行层叠。层叠方法为，将各片放置于预定的位置上并叠合。此时，根据需要，在各片之间涂布溶剂。根据需要，以叠合好的状态进行加热。加热时，加热温度优选为150℃以下。若在超过150℃的温度下将片加热，则层叠后的片变形较大。然后，在叠合好的片上施加压力从而使其一体化。施加的压力优选1～100MPa的范围。若压力小于1MPa，则片不会充分一体化，在其后的工序中有时会发生剥离。另外，若施加超过100MPa的压力，则片的变形量会变得过大。
与上述后金属喷镀法同样，对该层叠体进行脱脂处理并进行烧结。脱脂处理、烧结的温度和碳量等与后金属喷镀法的情况相同。在将上述的导电膏在片上印刷时，在多个片上，分别印刷电阻发热体电路、高频电极电路、静电夹盘用电极电路等，并将这些进行层叠，由此，也能够容易地制作出具有多个电气电路的通电发热加热器。这样就可以得到作为晶片保持体的晶片保持部的陶瓷层叠烧结体。
另外，在电阻发热体电路等电气电路形成于陶瓷层叠体的最外层的情况下，为了保护电气电路和确保绝缘性，可以与上述后金属喷镀法的情况相同，在电气电路之上形成绝缘性涂层。得到的陶瓷层叠烧结体要根据需要进行加工。这是因为，通常在烧结后的状态下大多不能达到半导体制造装置所要求的精度。
加工精度例如以晶片载置面的平面度计，优选与环状凸部或压花的晶片接触的接触部为0.1mm以下。该平面度若超过0.5mm，则作为被处理物的晶片与晶片保持部之间容易产生间隙，晶片保持部的热量不会均匀地传到被处理物，因此被处理物容易产生温度不均。
另外，晶片载置面的表面粗糙度以Ra计优选5μm以下。若以Ra计超过5μm，则由于晶片保持部与晶片间的摩擦，有时AlN的脱粒会增多。此时，脱粒后的晶粒成为微粒，并对晶片上的成膜或蚀刻等处理造成不良影响。另外，表面粗糙度以Ra计更优选为1μm以下。如以上所述，可以制作晶片保持体中的基座的晶片保持部。
在如上所述制作的晶片保持部上安装支撑构件。作为支撑构件的材质，只要其热膨胀系数与晶片保持部的陶瓷的热膨胀系数没有较大差异，就没有特别限定，但与晶片保持部的热膨胀系数的差优选为5×10-6/K以下。若热膨胀系数的差超过5×10-6/K，则尤其是在进行化学接合的情况下的接合时，在晶片保持部与支撑构件的安装部附近容易产生裂纹等，并且即使接合时不产生裂纹，在反复使用过程中，接合部上热循环增多，有时也会产生破损或裂纹。例如，晶片保持部为AlN的情况下，支撑构件的材质最适宜为AlN，但也可以使用氮化硅、碳化硅或多铝红柱石等。
所述支撑构件可以经由接合层进行化学接合。在进行化学接合的情况下，接合层的成分优选由AlN和Al2O3以及稀土类氧化物构成。优选这些成分是因为，它们与作为晶片保持部或支撑构件的材质的AlN等陶瓷的润湿性良好，因此接合强度较高，另外也容易得到接合面的气密性。
进行接合的支撑构件以及晶片保持部的各自的接合面的平面度优选为0.5mm以下。若超过该值，则接合面上容易产生间隙，很难得到具有充分气密性的接合。平面度更适宜为0.1mm以下。另外，晶片保持部的接合面的平面度若为0.02mm以下，则更加适宜。另外，各自的接合面的表面粗糙度以Ra计优选为5μm以下。在表面粗糙度超过该值的情况下，接合面上还是容易产生间隙。接合面的表面粗糙度以Ra计更适宜为1μm以下。
另外，所述支撑构件也可以通过螺纹固定等物理(机械)方法来进行安装。例如，在支撑构件为筒状的情况下，在支撑构件的内侧或外侧形成凸缘部，并形成多处贯通孔或螺纹孔，如果可能则形成3处以上的贯通孔或螺纹孔，且在晶片保持部一侧形成螺纹孔。在其中旋入由热膨胀系数与晶片保持部或支撑构件比较接近的材质形成的外螺纹，由此，可以在晶片保持部上安装支撑构件。在该安装方法中，可以根据其用途在支撑构件的内侧或外侧以上述方式进行固定，但为了减小作用在晶片保持部上的应力，优选在支撑构件的内侧进行固定。
以上，基于实施方式，对本发明的晶片保持体进行了说明，但本发明并不限定于相关实施方式，在不脱离本发明主旨的范围内，可以用各种方式进行实施。即，本发明的技术范围涉及权利要求的范围和其等同物。
实施例
实施例1
向氮化铝粉末99.5重量份中加入氧化钇0.5重量份作为烧结助剂，再加入粘合剂、有机溶剂，用球磨机混合，由此制成浆料。通过将得到的浆料喷雾干燥来制作颗粒，并将其冲压成形来制作成形体。然后，在氮气氛中，在700℃的条件下，将该成形体脱脂，然后，在氮气氛中，在1850℃下，进行烧结从而得到氮化铝烧结体。将得到的烧结体加工为直径330mm、厚10mm。此时的表面粗糙度以Ra计为0.8μm，平面度为50μm。
在该氮化铝烧结体上，将W膏通过丝网印刷进行涂布，并在氮气氛中，在700℃下进行脱脂，然后，在氮气氛中，在1830℃下进行煅烧，由此，在一个面上形成电阻发热体电路，并在另一个面上形成高频电极电路。另外，在高频电极电路一侧配置厚度1mm的氮化铝基板，在电阻发热体电路一侧配置厚度9mm的氮化铝基板，并通过粘结所需要的以氮化铝为主要成分的材料，进行必要的脱脂煅烧过程，其后，进行接合，从而制成晶片保持基板。
相对于该晶片保持基板，形成达到电阻发热体电路的锪孔，使用于供电的镀Ni的W制电极部件与电阻发热体电路接触，并确保供电电极线。另外同样，使镀Ni的W制电极部件与作为以施加高频为目的的基本电路的高频电极电路接触，并确保高频电极线。这些电极部件具有沿垂直方向向下的M3螺栓端子结构，并在其中旋入具有M3内螺纹结构的直径4mm的Ni制导电性连接部件，从而进行连接。
另外，以日本特愿2008-018874号公报所示的方式，在该晶片保持基板的被处理面的相反一面上，开出陶瓷制的用于固定管状支撑部件的用来装入金属螺栓的M6有底内螺纹孔，并旋入镀Ni的W制带有凸缘的金属螺栓，然后，为了防止金属螺栓的旋转，用氮化铝制的固定用部件来压住金属螺栓的凸缘，使用玻璃压片来接合固定用部件和晶片保持基板。
相对于如此制成的埋设有金属螺栓的晶片保持部，在预先设置于陶瓷制的管状支撑部件的凸缘部上的贯通孔中插入金属螺栓，并用金属螺母将陶瓷制的支撑构件固定在晶片支撑部上。
在管状支撑部件的另一端上安装有用于与腔室连接的铝制的接地部件。该接地部件预先沿垂直方向开孔，且两根供电用的导电性连接部件通过该孔上安装的气密用连接器端子，以电的方式取出到腔室系统外。另外，来自高频电极电路的导电性连接部件为与该接地部件电连接的结构。
在此，来自高频电极电路的直径4mm的导电性连接部件，为沿垂直方向向下的M3螺栓结构。另一方面，为用于连接高频线，准备长35mm、宽6mm、厚0.5mm的平板状的Ni制金属簧片，并在该金属簧片上穿出两个直径3.2mm的孔。在金属簧片上穿出的这些直径3.2mm的孔的一个中，插入所述导电性连接部件的M3螺栓部分，并以用M3螺母夹入的方式固定。
在该沿水平方向伸出的平板状电流簧片上穿出的另一个直径3.2mm的孔中，插入另一个M3螺栓，来与所述接地部件连接。这样，就制成如图3A所示的晶片保持体。该晶片保持体具有高频电极电路用导通线与从导电性连接部件的下部沿水平方向延伸的平板状金属簧片相连接的结构，因此，高频电极线的导电性连接部件热膨胀时，平板状金属簧片挠曲，从而可以吸收热膨胀。在穿出的孔中，以图中3c的方式设置倾斜槽，由此，平板状金属簧片易于挠曲，由此可以容易地吸收热膨胀。
将所述结构的晶片保持体作为平行平板型的高输出等离子体CVD基座来使用时，向上述的电阻发热体电路的电极线供电，并在加热到550℃的状态下，形成等离子体。具体而言，将以层状埋设于晶片保持部的高频电极电路作为平行平板的下部电极，高频电极线在经由接地部件进行接地连接的该下部电极与上部电极的喷头之间施加13.56MHz、100V、2kW的高频，并且流过反应气体，由此，可以形成等离子体，从而在晶片上堆积希望的膜。
该等离子体施加条件由CVD工艺确定，但在下述的长期可靠性试验中，将等离子体施加时间设为每一晶片处理1分钟。另外，在长期可靠性试验中，由于不需要进行堆积，因此，使用N2代替反应气体而只施加等离子体。
在所述条件下进行长期可靠性试验时，构成高频电极线的垂直方向的导电性连接部件，由于其上部与晶片保持部连接，因此，发生热膨胀，会比陶瓷制的管状支撑部件发生更多的热膨胀。即使在这样的情况下，对应于导电性连接部件的热膨胀，沿水平方向伸出的平板状金属簧片发生挠曲，因此，即使实验进行到100000次，也能够稳定地持续施加高输出等离子体。
实施例2
作为高频电极电路用的导电性连接部件，代替实施例1的平板状的金属簧片，准备宽8mm、厚0.3mm的不锈钢箔，将棒状的外径为5mm的工具作为芯材，并在其周围以不锈钢箔彼此不互相重叠的方式预先缠绕，然后去掉工具，并沿下侧具有开口部的外径10mm、内径6mm的电极保护用陶瓷管的内壁装入，从其下部开口部抽出不锈钢箔的端部并在此处开孔，并直接螺纹固定在作为接地部的接地部件上，从而制成如图5所示的结构的晶片保持体。对其进行与所述实施例1同样的长期可靠性试验。结果表明，能够稳定地持续施加100000次的等离子体。
实施例3
作为高频电极电路用的导电性连接部件，代替实施例1的平板状的金属簧片，将宽8mm、厚1mm的不锈钢平板除两个端部以外在整体上弯曲而成为板簧，使其沿垂直方向延伸，将一个端部与电极部件连接，并且将另一端部直接螺纹固定在作为接地部的接地部件上，从而制成如图4所示的结构的晶片保持体。对其进行与所述实施例1同样的长期可靠性试验。结果表明，能够稳定地持续施加100000次的等离子体。
实施例4
除按照下述表1所示的各种材料和尺寸以外，与实施例1同样，将平板状的金属簧片制成晶片保持体。在与实施例1同样的等离子体施加条件下，对这些试样1～11施加100次等离子体，并观察是否有问题产生。结果，得到下述表1所示的观察结果。
表1
Figure BPA00001259418900251
比较例1
除将如图6所示的金属杆57直接固定于接地部件3以外，与实施例1同样地制作晶片保持体。在与实施例1同样的等离子体施加条件下，对该晶片保持体施加等离子体时，在进行到第32片晶片处理的阶段时，产生金属杆57将晶片保持部1顶起而晶片保持部1破损的问题。
可认为这是因为，在高温状态下，高频电极电路用的导电性连接部件即金属杆57发生热膨胀，为了消除由与晶片保持部1的热膨胀差而产生的应力，从下顶起晶片保持部1的应力起作用，并且通过高输出等离子体的反复施加，导致晶片保持部1破损。
比较例2
除在如图7所示的金属杆67的下部设置狭缝，并夹持线圈状的称为弹簧触点的触点67a而与接地部件3以电、机械的方式接触以外，与实施例1同样地制作晶片保持体。此时，作为材质，使用能够进行高功率通电的铍铜型和具有强回弹力的不锈钢型两种。对这些晶片保持体施加等离子体。
在任何一种情况下，若施加500W左右的等离子体，则都不断裂，但施加2kW的等离子体时，分别在第37510次、第69399次不能施加稳定的等离子体。分解而进行内部观察，铍铜型中，弹簧线圈磨损而线圈的一部分发生断线，等离子体出现闪烁现象。另一方面，可推测，不锈钢型中，弹簧线圈烧损从而不能产生等离子体。可认为，这是由于，在任何一种情况下，由于长时间施加等离子体，在弹簧线圈部分很难如所期望的同时实现由热膨胀产生的滑动和高输出通电。
认为铍铜型与不锈钢型的差异在于，铍铜型中，虽然磨损产生得较快，但是由于电阻低，因此会向其它的线圈卷曲部分分流。但是，认为，当接触部分变得不完全时，等离子体的闪烁现象出现。认为，不锈钢型的情况下，与铍铜相比较难发生磨损，但是一旦磨损开始，电阻高的部分不能向其它线圈卷曲部分分流，发生崩塌现象，从而弹簧线圈整体烧损而不能施加等离子体。
比较例3
除使用如图8所示的在两端安装有压接端子的绞线77，并且将其直接螺纹固定在接地部件3上以外，与实施例1同样，制作晶片保持体。在与实施例1同样的等离子体施加条件下，对该晶片保持体进行100次等离子体施加，并观察是否有问题产生。结果，施加2kW的等离子体时，在100次中出现约3次的闪烁，不能进行稳定的等离子体施加。认为产生这种现象是由于，绞线77的结构在主要的电流通路中只进行点接触的部分较多。

Claims (5)

1.一种晶片保持体，设置于腔室内，具有埋设有高频电极电路的晶片保持部、从该晶片保持部的晶片载置面的相反侧的面支撑该晶片保持部的支撑构件、相对于该支撑构件设置于晶片保持部的相反侧的接地部件以及插入该支撑构件的内部且将该高频电极电路和该接地部件电连接的导电性连接部件，所述晶片保持体的特征在于，该导电性连接部件具有沿垂直方向变形的能力，并且，导电性连接部件中的形成主要电流通路的连接部分以面接触的方式固定。
2.如权利要求1所述的晶片保持体，其特征在于，所述导电性连接部件具有与所述高频电极电路连接的沿垂直方向向下延伸的金属制刚性构件以及与该刚性构件连接的挠性构件。
3.如权利要求2所述的晶片保持体，其特征在于，所述挠性构件是沿垂直方向向下延伸的螺旋状构件或板簧状构件、或沿水平方向延伸的平板状构件。
4.如权利要求1-3中任一项所述的晶片保持体，其特征在于，所述导电性连接部件和所述接地部件的连接部分是能够在所述支撑构件和所述接地部件的连接的同时或之后进行连接的结构。
5.一种半导体制造装置，其特征在于，搭载有如权利要求1-4中任一项所述的晶片保持体。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107078093A (zh) * 2015-01-20 2017-08-18 日本碍子株式会社 轴端部安装结构
CN111066135A (zh) * 2017-08-28 2020-04-24 株式会社创意科技 静电式工件保持方法及静电式工件保持系统
CN113402281A (zh) * 2021-08-03 2021-09-17 合肥商德应用材料有限公司 发热体及其制备方法和应用

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5891953B2 (ja) * 2012-05-31 2016-03-23 新東工業株式会社 支持部材、加熱プレート支持装置及び加熱装置
US9088085B2 (en) * 2012-09-21 2015-07-21 Novellus Systems, Inc. High temperature electrode connections
US10090183B2 (en) * 2013-04-26 2018-10-02 Kyocera Corporation Sample holder
KR102099382B1 (ko) * 2015-10-07 2020-04-13 주식회사 원익아이피에스 기판처리장치
JP2017216287A (ja) * 2016-05-30 2017-12-07 日本特殊陶業株式会社 基板支持部材及び給電端子
JP7038496B2 (ja) * 2017-07-06 2022-03-18 日本特殊陶業株式会社 半導体製造装置用部品、および、半導体製造装置用部品の製造方法
JP2020092195A (ja) * 2018-12-06 2020-06-11 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JP2023088622A (ja) * 2021-12-15 2023-06-27 日本碍子株式会社 ウエハ載置台
KR102595913B1 (ko) 2022-08-01 2023-10-31 주식회사 미코세라믹스 세라믹 서셉터

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0774234A (ja) * 1993-06-28 1995-03-17 Tokyo Electron Ltd 静電チャックの電極構造、この組み立て方法、この組み立て治具及び処理装置
JP2003086519A (ja) * 2001-09-11 2003-03-20 Sumitomo Electric Ind Ltd 被処理物保持体およびその製造方法ならびに処理装置
US20040196614A1 (en) * 2003-04-02 2004-10-07 Nhk Spring Co., Ltd. Electrostatic chuck and production method therefor
CN1877808A (zh) * 2005-06-03 2006-12-13 应用材料公司 具有夹持电连接器的衬底支撑

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW556283B (en) * 2000-05-26 2003-10-01 Nisshin Spinning Silicon/graphite composite ring for supporting silicon wafer, and dry etching apparatus equipped with the same
JP3678413B2 (ja) * 2001-05-31 2005-08-03 京セラ株式会社 窒化アルミニウム質焼結体とＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金とのロウ付け接合体及びウエハ支持部材
WO2006090730A1 (ja) * 2005-02-23 2006-08-31 Kyocera Corporation 接合体とウェハ保持部材及びその取付構造並びにウェハの処理方法
JP2008270400A (ja) * 2007-04-18 2008-11-06 Sumitomo Electric Ind Ltd 半導体製造装置用ウエハ保持体及びそれを搭載した半導体製造装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0774234A (ja) * 1993-06-28 1995-03-17 Tokyo Electron Ltd 静電チャックの電極構造、この組み立て方法、この組み立て治具及び処理装置
JP2003086519A (ja) * 2001-09-11 2003-03-20 Sumitomo Electric Ind Ltd 被処理物保持体およびその製造方法ならびに処理装置
US20040196614A1 (en) * 2003-04-02 2004-10-07 Nhk Spring Co., Ltd. Electrostatic chuck and production method therefor
CN1877808A (zh) * 2005-06-03 2006-12-13 应用材料公司 具有夹持电连接器的衬底支撑

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107078093A (zh) * 2015-01-20 2017-08-18 日本碍子株式会社 轴端部安装结构
CN107078093B (zh) * 2015-01-20 2020-01-07 日本碍子株式会社 轴端部安装结构
CN111066135A (zh) * 2017-08-28 2020-04-24 株式会社创意科技 静电式工件保持方法及静电式工件保持系统
CN111066135B (zh) * 2017-08-28 2023-08-22 株式会社创意科技 静电式工件保持方法及静电式工件保持系统
CN113402281A (zh) * 2021-08-03 2021-09-17 合肥商德应用材料有限公司 发热体及其制备方法和应用

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Publication number Publication date
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