JP2003282403A

JP2003282403A - 半導体製造装置用保持体

Info

Publication number: JP2003282403A
Application number: JP2002080132A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Hiiragidaira; 啓柊平; Masuhiro Natsuhara; 益宏夏原; Hirohiko Nakada; 博彦仲田
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2002-03-22
Filing date: 2002-03-22
Publication date: 2003-10-03

Abstract

(57)【要約】【課題】被処理物保持面の加工が安価で部品コストの
低減を図ることができ、且つ被処理物保持面における均
熱均熱性に優れ、必要に応じて急速昇温及び急速冷却が
可能な半導体製造装置用の保持体を提供する。【解決手段】抵抗発熱体７を有する板状でＡｌＮ等か
らなるセラミックスヒータ５の上に、被処理物９を保持
するＡｌ等からなる金属製保持部１０を備えている。金
属製保持部１０内には、冷却媒体が中央付近から放射状
に移動し、外周縁に排気されるように流路１２が形成さ
れている。この保持体１０は、コータデベロッパでのフ
ォトリソグラフィー用樹脂の加熱硬化又は半導体絶縁膜
の加熱焼成に用いられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置用
の保持体に関するものであり、特にコータデベロッパで
のフォトリソグラフィー用樹脂膜の加熱硬化や、Ｌｏｗ
−ｋ膜のような低誘電率の絶縁膜の加熱焼成に用いられ
る保持体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造において、シリコンウエハ上
のＡｌ回路やＣｕ回路はＡｌスパッタやＣｕメッキ等に
よって形成するが、近年の半導体の高集積化や小型化に
伴って配線幅及び配線間幅は年々細くなってきている。

【０００３】ＡｌやＣｕの配線パターンはフォトリング
ラフィー技術により形成される。例えばＡｌ膜上に樹脂
を均一に塗布した後、ステッパと呼ばれる露光装置で樹
脂膜にパターンが刷り込まれ、樹脂膜を加熱硬化させて
不要部分を除去することにより、配線用のＡｌ膜上に抜
きパターン樹脂膜を形成する。その後、エッチング装置
で抜きパターン部分に沿ってＡｌ膜をエッチングし、樹
脂膜を除去することでパターン化されたＡｌ配線が得ら
れる。

【０００４】また、配線同士が近づくと配線間の信号の
相互作用が生じるため、配線間や積層した層間は低誘電
率の絶縁材料で埋めることにより、配線間の相互作用を
無くすことが必要である。従来このための絶縁材料とし
て酸化ケイ素が用いられていたが、更に誘電率の低い絶
縁膜としてＬｏｗ−ｋと呼ばれる材料が用いられるよう
になってきた。Ｌｏｗ−ｋの絶縁膜は、その材料を溶剤
に溶いてスラリー状にし、これをスピンコートして均一
膜を形成し、上記と同様にフォトリソグラフィー技術に
よりパターン形成した後、ヒータで加熱焼成して固化さ
せる方法により形成されている。

【０００５】上記のようなフォトリソグラフィー用樹脂
膜の加熱硬化や、Ｌｏｗ−ｋ膜のような低誘電率の絶縁
膜の加熱焼成は、コータデベロッパと呼ばれる装置にお
いて行われるが、そのヒータとして従来は抵抗発熱体で
あるＳＵＳ箔を石英板でサンドイッチしたヒータを用い
ていた。このヒータの裏面に抵抗発熱体の電極端子を設
け、引出線を接続して系外の電源装置から電力を供給し
ていた。

【０００６】一方、熱伝導率が高いセラミックス中に抵
抗発熱体を埋設したヒータを用いると、抵抗発熱体で発
生した熱がセラミックス内で拡散し、ウエハ保持面にお
いて均熱性が確保できる。また、更に耐熱性の高いセラ
ミックスを用いると、耐久性の優れたヒータを構成でき
る。そのため、ＣＶＤ装置においては、高熱伝導率で高
耐食性のＡｌＮやＳｉ_３Ｎ_４中にＭｏコイルを埋設した
セラミックスヒータを用いて、ウエハを保持して直接加
熱する保持体としていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】近年では、半導体製造
におけるコスト低減のためＳｉウエハの大型化が進めら
れており、８インチから１２インチへと移行しつつあ
る。そのため、フォトリソグラフィー用樹脂の加熱硬化
やＬｏｗ−ｋの加熱焼成に用いるコータデベロッパで
は、ウエハを保持して加熱する保持体に対して、更なる
均熱性の向上が要望されている。これらの用途に対する
保持体の被処理物保持面における均熱性は、±１.０％
以内が必要とされ、更に望むらくは±０.５％以内が要
求されている。

【０００８】また、被処理物のスループットを向上させ
ることも求められている。しかし、従来のセラミックス
ヒータからなる保持体では、抵抗発熱体で発生した熱を
できるだけ水平方向に拡散させて被処理物保持面での均
熱を上げるために、保持体を厚く形成していた。そのた
めセラミックス製の保持部の熱容量が大きく、急速昇温
及び急速冷却ができなかった。無理やり高電力を供給し
て急速昇温したり、冷却装置を用いて急速冷却しようと
すると、保持体に熱応力が掛かって脆性材料であるセラ
ミックスが割れるというトラブルが発生していた。

【０００９】更に、セラミックスヒータからなる保持体
の被処理物保持面には、各種の加工が行われている。例
えば、ウエハ等の被処理物を置いて均一に加熱するた
め、被処理物を置く際ずれないように、被処理物保持面
と保持体をチャンバーに支持している支持部材端面との
平行度が必要である。そのため、セラミックスからなる
保持体の被処理物保持面を高精度に平面加工していた。
被処理物のずれ防止のために、被処理物保持面の外周縁
に厚さ０.４〜０.８ｍｍ程度のマウントを設ける加工も
行っていた。

【００１０】また、ウエハ等の被処理物の表面が貼り付
いて脱粒を起こす等の問題が発生することを防ぐため
に、被処理物保持面にディンプル加工など、セラミック
スの加工としては非常に難しく高価な加工を施してい
た。このような保持体の被処理物保持面の加工は、セラ
ミックスであるため難しく且つ加工費が非常に高価であ
り、部品コストの中でかなりの比重を占めていた。その
ため、これらの被処理物保持面の加工を安価に行う方法
も求められていた。

【００１１】本発明は、このような従来の事情に鑑み、
被処理物保持面の加工が安価で、部品コストの低減を図
ることができ、且つ被処理物保持面における均熱均熱性
に優れ、スループットを上げるため急速昇温及び急速冷
却が可能な半導体製造装置用の保持体を提供することを
目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明が提供する半導体製造装置用保持体は、抵抗
発熱体を有する板状のセラミックスヒータの上に、被処
理物を保持する金属製保持部を備えたことを特徴とす
る。

【００１３】上記本発明の半導体製造装置用保持体にお
いては、前記セラミックスヒータが、ＡｌＮ、ＳｉＣ、
Ａｌ_２Ｏ_３、Ｓｉ_３Ｎ_４から選ばれたセラミックスで構
成されていることを特徴とする。また、前記金属製保持
部が、熱伝導率５０Ｗ／ｍＫ以上の金属で構成されてい
ることを特徴とする。

【００１４】また、上記本発明の半導体製造装置用保持
体においては、前記金属製保持部の表面に、耐熱及び耐
食性のコート層を有することを特徴とする。前記コート
層は、ダイヤモンド状炭素、酸化物、窒化物、炭化物か
ら選ばれた少なくとも１種を含むことが好ましい。

【００１５】更に、上記本発明の半導体製造装置用保持
体においては、前記金属製保持部内に冷却媒体を流す流
路が形成されていることを特徴とする。前記冷却媒体は
金属製保持部内の中央付近に供給され、金属製保持部内
を放射状に延びる複数の放射流路に添って移動し、外周
縁に排気されることが好ましい。

【００１６】上記本発明の半導体製造装置用保持体は、
コータデベロッパでのフォトリソグラフィー用樹脂の加
熱硬化又は半導体絶縁膜の加熱焼成に用いられることを
特徴とするものである。また、本発明は、上記本発明の
半導体製造装置用保持体を用いた半導体製造装置を提供
するものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】一般に、絶縁性のセラミックス中
に抵抗発熱体を埋設し、裏面にヒータ回路を形成するセ
ラミックスヒータの場合、抵抗発熱体で発生した熱は被
処理物までの間で平面方向に拡散して均一化する。この
ような均熱を必要とするのは被処理物保持面であるた
め、被処理物保持面は高熱伝導率の材料にする必要があ
る。

【００１８】しかし、Ａｌ_２Ｏ_３やＳｉ_３Ｎ_４の熱伝導
率は２０Ｗ／ｍＫ程度であり、高熱伝導率タイプのＳｉ
_３Ｎ_４でも１００Ｗ／ｍＫ程度、高熱伝導率のセラミッ
クスとされるＡｌＮやＳｉＣでも１００〜２００Ｗ／ｍ
Ｋ程度である。このため、被処理物保持表面をセラミッ
クスで構成すると、セラミックスの熱伝導率が律速とな
り、被処理物保持面の均熱性に限界があった。

【００１９】一方、金属においては、Ｃｕが４０３Ｗ／
ｍＫ、Ａｌが２３６Ｗ／ｍＫと、安価な金属がＡｌＮ等
の高熱伝導率セラミックスを凌駕する高熱伝導率を有し
ている。そこで、本発明においては、熱を発生する部分
には抵抗発熱体を有するセラミックスヒータを用い、そ
の上に熱媒体として高熱伝導率の金属板の保持体を載置
することによって、簡単に且つ安価に被処理物保持面を
構成することができ、その被処理物保持面の均熱性を向
上させ得ることを見出した。

【００２０】セラミックスヒータを構成するセラミック
スは、耐熱性、耐食性、熱伝導率の観点から、ＡｌＮ、
ＳｉＣ、Ｓｉ_３Ｎ_４、Ａｌ_２Ｏ_３が好ましく、その中で
もＡｌＮが最も好ましい。また、セラミックスヒータに
設ける抵抗発熱体としては、耐熱性や発熱効率等を考え
ると、Ｗ、Ｍｏ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｃｒから選
ばれた少なくとも１種の金属を主成分とすることが好ま
しい。

【００２１】セラミックスヒータ上に設ける金属製保持
部は、被処理物保持面の均熱性を高める点から、熱伝導
率５０Ｗ／ｍＫ以上の金属で構成することが好ましい。
具体的には、Ｃｕ、Ａｌ、Ｗ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｔｉ、ステ
ンレス、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｚｒ、Ｃｏから選ばれた少
なくとも１種が好ましい。

【００２２】本発明に係わる金属製保持部は半導体製造
装置全般に用いられるが、比較的高熱伝導率タイプの金
属を腐食するような反応ガスは用いられないコータデベ
ロッパやＬｏｗ−ｋ膜の熱処理等において、特に好適で
ある。高熱伝導率の金属が不純物として嫌われる反応装
置への適用は難しいが、不純物とならない耐熱及び耐食
性のコート層を設ければ、適用が可能である。このよう
なコート層としては、ダイヤモンド状炭素（ＤＬＣ）、
酸化物、窒化物、炭化物、フッ化物から選ばれた少なく
とも１種がある。

【００２３】従来のセラミックスのみで構成した保持体
の場合、セラミックスは複雑な加工を行うことが難しい
ので、被処理物保持面等の加工が高価であった。また、
セラミックスは脆性材料であるため、急速な昇温や冷却
を行うと熱応力で割れてしまうという問題がある。この
ため、被処理物の急速冷却を行うことが難しく、スルー
プットを上げることが困難であった。

【００２４】これに対して本発明では、被処理物の保持
体を金属で構成するため、被処理物保持面の面加工や外
周部のマウント加工やディンプル等の複雑な加工が簡単
であるばかりか、金属はセラミックスに比べはるかに靭
性が高いため、冷却媒体を流して強制冷却しても割れる
ことがないため、被処理物を急速冷却することが可能と
なり、スループットを上げることができる。また、冷却
媒体の流路を断面方向で被処理物保持面の近くに設ける
ことにより、セラミックスヒータへの熱応力負荷を少な
くしながら効率的に被処理物を冷却することができる。
しかも、被処理物を冷却してもセラミックスヒータは未
だ蓄熱しているので、次に昇温する際のラグタイムが少
なくて済む等の利点がある。

【００２５】また、被処理物の加熱を均一に行うために
は、セラミックスヒータの抵抗発熱体で発生した熱が、
被処理物に達するまでの間にできるだけ水平方向に拡散
することが望ましい。そのためにはセラミックスを厚く
する必要があるが、その場合には熱容量が大きくなるた
め、なかなかヒータが冷めず急速冷却が困難であった。
また、セラミックスを厚くして急速な昇温や冷却を行う
と、セラミックスに大きな熱勾配ができてしまうため割
れが発生しやすかった。

【００２６】本発明では、抵抗発熱体を設けるセラミッ
クスヒータはできるだけ薄くし、好ましくは１０ｍｍ以
下の厚みとすることにより、急速冷却を行っても熱勾配
がつき難くなるため、急速な昇温や冷却によってもセラ
ミックスが割れ難くなる。しかも、熱の水平方向への拡
散は金属製保持部内で行うことができるため、被処理物
の均一加熱と急速冷却を同時に実現することができる。
また、高価なセラミックスを小さくすることができるた
め、コストも低く抑えられる。

【００２７】スループットを改善する観点から、金属製
保持部は１０℃／分以上の速度で昇温又は冷却可能であ
ることが好ましい。このような被処理物の急速冷却のた
め、金属製保持部に冷却媒体を流すための流路を形成す
ることができる。流路の形成は、簡単な貫通穴ならドリ
ルで穴開けしたり、半割状の溝を加工した板を２枚ある
いは溝加工した板に平板を溶接して貼り合わせたり、パ
イプを差し込んだりして、簡単に作製することができ
る。

【００２８】例えば、図１に示すように、２枚の金属板
１ａ、１ｂの片面に冷却媒体を流すための連続した流路
２を形成し、外周面に流路２の出入口となる開口３ａ、
３ｂを設ける。この２枚の金属板１ａ、１ｂを、図２に
示すように、重ね合わせて接合する。更に、図３に示す
ように、外周面の出入口３にパイプ４を連結して、内部
に流路を有する金属製保持部１とする。この金属製保持
部１は、図４に示すように、筒状支持部材６に支持され
たセラミックスヒータ５の上に載置される。尚、効率良
く急速冷却を行うためには、図１に示すように、被処理
物保持面を構成する方の金属板１ｂを薄くして、その被
処理物保持面の近くに流路２を配置することが好まし
い。

【００２９】特に、冷却が効率的で製作が容易な構造と
して、図５及び図６のような金属製保持部が好ましい。
即ち、この金属保持体は２枚に分けて作製する。片方の
金属保持体１１ａ（又は他方の金属保持体１１ｂ）に、
中央部から放射状に延びる複数の放射流路１２を形成
し、この金属保持体１１ａ上に他方の金属保持体１１ｂ
を載置する。冷却媒体は、チャンバー８の底部、セラミ
ックスヒータ５及び金属保持体１１ａの中央付近を貫通
したパイプ１３を通して、金属製保持部１１ａと金属製
保持部１１ｂの間に供給され、複数の放射状流路１２に
添って移動し、外周縁から排出される。尚、図５の９は
被処理物である。

【００３０】通路に流す冷却媒体は、ガスであっても、
液体であっても良い。しかし、金属製保持部を高温で使
用しながら冷却する場合には、液体は突沸して不安定に
なる場合があるから、冷却媒体はガスである方が好まし
い。一方、冷却媒体が液体である方が、冷却効率はより
高くなる。冷却媒体としてのガスは、冷却効率、安定
性、コストの観点から、空気、Ｎ_２、Ａｒ、Ｈｅガスか
ら選ばれた少なくとも１種であることが望ましい。ま
た、冷却媒体としての液体としては、水、ハロゲン化カ
ーボン等を使用することができる。

【００３１】金属製保持部を高熱伝導率の金属で構成し
たり、金属製保持部を厚く形成したりすることにより、
被処理物保持面の均熱性を向上させることができ、特に
±１.０％以下の均熱性になるようにすると、被処理物
上での反応や熱処理が均一に行えるため好ましい。ま
た、セラミックスヒータに埋設する抵抗発熱体を２ゾー
ン以上に分割し、ＴＣで適時温度測定しながら場所毎に
個別に温度制御すれば、場所による温度ばらつきを補正
できるため好ましい。

【００３２】金属製保持部とセラミックスヒータを接合
しないことによって、金属とセラミックスの熱膨張率差
に基づく熱応力が発生せず、セラミックスヒータの割れ
等の発生を防止することができる。また、金属製保持部
とセラミックスヒータの接触面をそれぞれ鏡面に磨いて
接触させることにより、断熱層がなくなり、熱伝達が良
くなるので、熱応答性が向上する。更に、金属製保持部
とセラミックスヒータの間にガスを流せる機構を備える
ことにより、減圧下での昇温時に断熱層を作ることがな
く、被処理物保持面を急速昇温することができる。

【００３３】上記した本発明の金属製保持部は、ウエハ
等の被処理物を保持すると同時に、急速な加熱昇温と急
速な冷却が可能であり、高い均熱性を有するため、高性
能な半導体製造装置用保持体として好適である。特に、
コータデベロッパでのフォトリソグラフィー用樹脂の加
熱硬化、又は半導体絶縁膜の加熱焼成に用いられる半導
体製造装置用保持体として極めて有効である。

【００３４】

【実施例】実施例１窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粉末に、焼結助剤として
０.５重量％のイットリア（Ｙ_２Ｏ_３）と有機バインダ
ーを添加して分散混合した後、スプレードライにより造
粒した。この造粒粉末を、焼結後に直径３５０ｍｍ×厚
さ２.５ｍｍの円板状となる寸法に、一軸プレスにより
２枚成形した。

【００３５】これら２枚の円板状の成形体を９００℃の
窒素気流中で脱脂し、更に窒素気流中にて１９００℃で
５時間燒結した。得られたＡｌＮ焼結体の熱伝導率は１
８０Ｗ／ｍＫであった。これらの焼結体の全表面をダイ
ヤモンド砥粒で研磨した。

【００３６】Ｗ粉末に焼結助剤とエチルセルロース系の
バインダーを添加混練したＷスラリーを用いて、円板状
のＡｌＮ焼結体の片方に抵抗発熱体回路を印刷した。ヒ
ータゾーンは１ゾーン制御用の回路とした。これを９０
０℃の窒素気流中で脱脂した後、１８５０℃で１時間加
熱して焼き付けた。

【００３７】残りの円板状の焼結体上には、接合用のガ
ラスにエチルセルロース系のバインダーを添加混練した
スラリーを塗布し、９００℃の窒素気流中で脱脂した。
この接合用ガラス面と上記焼結体の抵抗発熱体面とを重
ね合わせ、ずれ防止のために５０ｇ／ｃｍ^２の荷重を掛
けた状態で、１８００℃で２時間加熱して接合すること
により、内部に抵抗発熱体が埋設されたセラミックスヒ
ータ（直径３５０ｍｍ×厚さ５ｍｍ）を作製した。

【００３８】このセラミックスヒータの裏面に、抵抗発
熱体のＷ電極端子を接合し、更に系外の電源に接続され
るＮｉの引出線を接合した。このセラミックスヒータ
を、外径１００ｍｍ×内径８０ｍｍ×１００ｍｍのＡｌ
_２Ｏ_３製パイプからなる筒状支持部材上に載せ、チャン
バー８内に支持した。Ｗ電極端子及びＮｉ引出線は、こ
の筒状支持部材内に収納した。

【００３９】一方、直径３５０×厚さ１０ｍｍの２枚の
Ａｌ板に、図１に示すように、冷却媒体を流すための流
路を形成した後、２枚のＡｌ板を溶接して金属製保持部
とした。このＡｌからなり金属製保持部を、上記のＡｌ
Ｎ製のセラミックスヒータ上に接合することなく載置し
た。

【００４０】チャンバー内をＮ_２雰囲気で０.１ｔｏｒ
ｒの減圧とし、系外からセラミックスヒータに２００Ｖ
の電圧で電力を供給し、その被処理物保持面を５００℃
まで昇温した。被処理物保持面全面の均熱性を測定した
ところ、５００℃±０.４０％であった。その後、電源
をＯＦＦにし、金属製保持部の流路に空気を流して冷却
したところ、冷却速度２０℃／分で降温し、且つセラミ
ックスヒータに割れ等の問題は全く生じなかった。

【００４１】上記試料１と同じＡｌＮ製のセラミックス
ヒータと筒状支持部材を用い、その上に上記試料１と同
じ構造の金属製保持部を載置したが、試料ごとに金属製
保持部の材質をＡｌ、Ｃｕ、Ｗ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｔ
ｉ、ＳＵＳ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｚｒ、Ｃｏにそれぞれ
変更した。各試料について上記と同じ評価を行った結果
を、試料１の結果と併せて下記表１に示した。

【００４２】

【表１】

【００４３】実施例２上記実施例１と同じＡｌＮ製のセラミックスヒータと、
Ａｌ_２Ｏ_３製の筒状支持部材を用い、その上に載置する
金属製保持部はＡｌ製で実施例１と同じ構造を有する
が、その表面上にそれぞれＤＬＣ、Ａｌ_２Ｏ_３、Ａｌ
Ｎ、ＡｌＦ_３を蒸着してコーと層を形成した。

【００４４】各試料について、金属製保持部の流路に空
気を流して冷却したところ、冷却速度２０℃／分で降温
し、且つセラミックスヒータに割れ等の問題は全く生じ
なかった。また、上記実施例１と同じ評価を行うと共
に、加熱における被処理物保持面の表面粗さＲａを測定
し、その結果を試料１の場合と共に下記表２に示した。

【００４５】

【表２】

【００４６】実施例３上記実施例１と同じＡｌＮ製のセラミックスヒータを用
いたが、その厚みをそれぞれ２、７、１０ｍｍに変化さ
せた。各セラミックスヒータは、実施例１と同じＡｌ_２
Ｏ_３製の筒状支持部材で支持し、その上にＡｌ製で実施
例１と同じ構造を有する金属製保持部を載置した。

【００４７】各試料について、金属製保持部の流路に空
気を流して冷却したところ、冷却速度は下記表３のとお
りであったが、セラミックスヒータに割れ等の問題は全
く生じなかった。また、実施例１と同じ評価を行い、そ
の結果を試料１（セラミックスヒータの厚さ５ｍｍ）の
場合と共に下記表３に示した。

【００４８】

【表３】

【００４９】実施例４炭化ケイ素（ＳｉＣ）粉末に、焼結助剤として２重量％
の炭化ホウ素（Ｂ_４Ｃ）をえて分散混合した後に、スプ
レードライにより造粒した。この造粒粉末を、焼結後に
直径３５０ｍｍ×厚さ２.５ｍｍとなる寸法に一軸プレ
スにより２枚成形した。これをアルゴン中にて８００℃
で脱脂し、更にアルゴン中にて２０００℃で６時間焼結
した。得られたＳｉＣ焼結体の熱伝導率は１５０Ｗ／ｍ
Ｋであった。これを用いて、実施例１と同様に、試料２
２のセラミックスヒータを作製した。

【００５０】次に、窒化ケイ素（Ｓｉ_３Ｎ_４）粉末に、
焼結助剤として２重量％のイットリア（Ｙ_２Ｏ_３）と１
重量％のアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）を加えて分散混合した
後、スプレードライにより造粒した。この造粒粉末を、
焼結後に直径３５０ｍｍ×厚さ２.５ｍｍとなる寸法に
一軸プレスにより２枚成形した。これをＮ_２中にて９０
０℃で脱脂後、Ｎ_２中にて１６５０℃で５時間焼結し
た。得られたＹ_２Ｏ_３焼結体の熱伝導率は３０Ｗ／ｍＫ
であった。これを用いて、Ｗ焼成の焼結助剤に低融点の
ものを用いて１６００℃で焼成した以外は、実施例１と
同様に、試料２３のセラミックスヒータを作製した。

【００５１】更に、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）粉
末に、焼結助剤として２重量％のマグネシア（ＭｇＯ）
を２分散混合した後、スプレードライにより造粒した。
この造粒粉末を、焼結後に直径３５０ｍｍ×厚さ２.５
ｍｍとなる寸法に一軸プレスにより２枚成形した。これ
を大気中にて１５００℃で３時間焼結した。得られたＡ
ｌ_２Ｏ_３焼結体の熱伝導率は２０Ｗ／ｍＫであった。こ
れを用いて、Ｗ焼成の焼結助剤に低融点のものを用いて
１４５０℃で焼成した以外は、実施例１と同様に、試料
２４のセラミックスヒータを作製した。

【００５２】これらの試料２２〜２４のセラミックスヒ
ータを用い、また上記実施例１と同じＡｌの金属製保持
部を使用して、実施例１と同様の評価を行った。その結
果を、試料１の場合と共に下記表４に示した。

【００５３】

【表４】

【００５４】実施例５実施例１と同じ方法でＡｌＮ焼結体を製造した。その上
に、それぞれＭｏ、Ｐｔ、Ａｇ−Ｐｄ、Ｎｉ−Ｃｒを金
属主成分とし、焼結助剤とバインダーを添加したスラリ
ーを用いて回路を形成し、窒素中にて８００℃で脱脂
後、それぞれ窒素中にて１５００℃、８９０℃、８５０
℃、８００℃で焼成して、抵抗発熱体を形成した。

【００５５】上記以外は実施例１と同じ方法でセラミッ
クスヒータを作製し、金属製保持部は実施例１と同じ構
造でＡｌを用いて作製した。各試料について、実施例１
と同じ評価を行ったところ、下記表５に示す結果が得ら
れた。

【００５６】

【表５】

【００５７】実施例６上記実施例１と同じＡｌＮ製のセラミックスヒータ、及
びＡｌからなる金属製保持部を用いた。実施例１と同様
にして評価を行ったが、その際の冷却媒体としてＮ_２、
Ａｒ、Ｈｅ、水、ガルデンを用いた。得られた結果を、
試料１の場合と共に、下記表６に示した。

【００５８】

【表６】

【００５９】実施例７抵抗発熱体のヒータゾーン、金属製保持部の材質、冷却
媒体用の流路の有無、セラミックスヒータと金属製保持
部の接合の有無等を変えた以外は上記実施例１と同様に
して、下記試料３４〜３７の保持体を作製した。

【００６０】即ち、試料３４では、実施例１と同じＡｌ
Ｎ製のセラミックスヒータを用い、金属保持部は実施例
１と同じ構造であるがＷで作製した。これらのセラミッ
クスヒータと金属製保持部を、ガラスを塗布して窒素中
にて７００℃で脱脂した後、窒素中にて８００℃で接合
した。

【００６１】試料３５では、実施例１と同じＡｌＮ製の
セラミックスヒータを用い、金属保持部は実施例１と同
じ構造でＡｌ製であるが、冷却媒体用の流路を形成しな
かった。また、試料３６は、抵抗発熱体を２ゾーンに
し、それぞれで制御できるようにした以外は、実施例１
と同じＡｌＮ製のセラミックスヒータを製造した。金属
製保持部は実施例１と同じ構造でＡｌ製とした。

【００６２】更に、試料３７では、実施例１と同じＡｌ
Ｎ製のセラミックスヒータを用いた。金属製保持部は図
５に示すように２枚セットになったＡｌ製であり、片方
に図６に示す放射状流路を形成し、これら２枚を図５に
示すように接合することなく載置して保持体とした。

【００６３】これらの各試料について、実施例１と同様
の評価を行った。ただし、流路を有しない試料３５では
冷却媒体での冷却を行わず、その他の流路を有する試料
では冷却媒体として空気を用いて冷却した。得られた結
果を下記表７に示した

【００６４】

【表７】

【００６５】

【発明の効果】本発明によれば、被処理物保持面の加工
が安価であって部品コストの低減を図ることができ、し
かも被処理物保持面における均熱均熱性に優れ、必要に
応じて冷却媒体用の流路を設けることができ、急速昇温
及び急速冷却が可能な半導体製造装置用の保持体を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における金属製保持部の作製に用いる冷
却媒体用の流路を設けた２枚の金属板を示す概略の斜視
図である。

【図２】図１の２枚の金属板を接合した状態を示す概略
の斜視図である。

【図３】図１の２枚の金属板を接合し、流路の出入口に
パイプを取り付けた本発明における金属製保持部の一具
体例を示す概略の斜視図である。

【図４】本発明における金属製保持部をセラミックスヒ
ータ上に載せる状態を示す概略の斜視図である。

【図５】本発明による別の金属製保持部を用いた半導体
製造装置用保持体を示す概略の断面図である。

【図６】本発明による別の金属製保持部を示す概略の斜
視図である。

【符号の説明】

１金属製保持部１ａ、１ｂ、１１ａ、１１ｂ金属板２、１２流路４パイプ５セラミックスヒータ６筒状支持部材７抵抗発熱体８チャンバー９被処理物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者仲田博彦兵庫県伊丹市昆陽北一丁目１番１号住友電気工業株式会社伊丹製作所内Ｆターム(参考） 5F045 AB39 DP02 DQ10 EJ10 EK09 EM09 5F046 KA04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】抵抗発熱体を有する板状のセラミックス
ヒータの上に、被処理物を保持する金属製保持部を備え
たことを特徴とする半導体製造装置用保持体。
【請求項２】前記セラミックスヒータが、ＡｌＮ、Ｓ
ｉＣ、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｓｉ_３Ｎ_４から選ばれたセラミック
スで構成されていることを特徴とする、請求項１に記載
の半導体製造装置用保持体。
【請求項３】前記セラミックスヒータがＡｌＮを主成
分とすることを特徴とする、請求項２に記載の半導体製
造装置用保持体。
【請求項４】前記抵抗発熱体はＷ、Ｍｏ、Ｐｔ、Ａ
ｇ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｃｒから選ばれた少なくとも１種の金
属を主成分とすることを特徴とする、請求項１〜３のい
ずれかに記載の半導体製造装置用保持体。
【請求項５】前記金属製保持部が、熱伝導率５０Ｗ／
ｍＫ以上の金属で構成されていることを特徴とする、請
求項１〜４のいずれかに記載の半導体製造装置用保持
体。
【請求項６】前記金属がＣｕ、Ａｌ、Ｗ、Ｍｏ、Ａ
ｇ、Ｔｉ、ステンレス、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｚｒ、Ｃｏ
から選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする、
請求項５に記載の半導体製造装置用保持体。
【請求項７】前記金属製保持部の表面に、耐熱及び耐
食性のコート層を有することを特徴とする、請求項１〜
６のいずれかに記載の半導体製造装置用保持体。
【請求項８】前記コート層がダイヤモンド状炭素、酸
化物、窒化物、炭化物、フッ化物から選ばれた少なくと
も１種を含むことを特徴とする、請求項７に記載の半導
体製造装置用保持体。
【請求項９】前記金属製保持部内に冷却媒体を流す流
路が形成されていることを特徴とする、請求項１〜８の
いずれかに記載の半導体製造装置用保持体。
【請求項１０】前記冷却媒体は金属製保持部内の中央
付近に供給され、金属製保持部内を放射状に延びる複数
の放射流路に添って移動し、外周縁に排気されることを
特徴とする、請求項９に記載の半導体製造装置用保持
体。
【請求項１１】前記冷却媒体がガスであることを特徴
とする、請求項９又は１０に記載の半導体製造装置用保
持体。
【請求項１２】前記ガスが空気、Ｎ_２、Ａｒ、Ｈｅか
ら選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする、請
求項１１に記載の半導体製造装置用保持体。
【請求項１３】前記冷却媒体が液体であることを特徴
とする、請求項９又は１０に記載の半導体製造装置用保
持体。
【請求項１４】前記液体が水、ハロゲン化カーボンか
ら選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする、請
求項１３に記載の半導体製造装置用保持体。
【請求項１５】被処理物を１０℃／分以上の速度で昇
温及び冷却することを特徴とする、請求項１〜１４のい
ずれかに記載の半導体製造装置用保持体。
【請求項１６】前記セラミックスヒータの厚みが１０
ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項１〜１５のい
ずれかに記載の半導体製造装置用保持体。
【請求項１７】被処理物保持面の均熱性が±１.０％
以下であることを特徴とする、請求項１〜１６のいずれ
かに記載の半導体製造装置用保持体。
【請求項１８】前記抵抗発熱体が２ゾーン以上に分割
されていることを特徴とする、請求項１〜１７のいずれ
かに記載の半導体製造装置用保持体。
【請求項１９】前記金属製保持部とセラミックスヒー
タが接合されていないことを特徴とする、請求項１〜１
８のいずれかに記載の半導体製造装置用保持体。
【請求項２０】前記金属製保持部とセラミックスヒー
タの間にガスを流せる機構を有することを特徴とする、
請求項１〜１９のいずれかに記載の半導体製造装置用保
持体。
【請求項２１】コータデベロッパでのフォトリソグラ
フィー用樹脂の加熱硬化又は半導体絶縁膜の加熱焼成に
用いられることを特徴とする、請求項１〜２０のいずれ
かに記載の半導体製造装置用保持体。
【請求項２２】請求項１〜２０のいずれかに記載の保
持体を用いたことを特徴とする半導体製造装置。