JP2005281046A - 窒化アルミニウム基板及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】上方の面を基板載置面とする、炭素を含有した板状の窒化アルミニウム焼結体(窒化アルミニウム基板2)と、窒化アルミニウム焼結体中の略同一平面内に埋設された、線状または面状の導電体の電極3とを有し、炭素には、遊離炭素が含まれ、略同一平面内の電極上方Aに存在する窒化アルミニウム焼結体中の遊離炭素の濃度が、電極間C及び電極下方Bに存在する窒化アルミニウム焼結体中の遊離炭素の濃度と異なることを特徴とする。
【選択図】図1
Description
昭和60年窯協年会予稿集(1985)篠崎ら(p.517-518)
直接窒化法:Al(C2H5)3 + NH3 → AlN + 3C2H5(気相法)、2Al + N2 → 2AlN
製造した窒化アルミニウム粉末に、必要により炭素を添加して600ppm以下の炭素濃度とし、炭素濃度の異なる原料粉末を2種類準備する。
実施例1では、窒化アルミニウム粉末中に炭素を含有して、炭素濃度を500ppm以下とした窒化アルミニウム粉末を作製し、炭素濃度の異なる2種類の窒化アルミニウム粉末を調整した。
実施例2では、実施例1とほぼ同様の方法を用いて窒化アルミニウム焼結体を製造し、実施例1の窒化アルミニウム焼結体中の炭素濃度分布を変えて窒化アルミニウム基板とした。このとき、成形体内部には目的とする特性に応じて金属コイル、金属メッシュを配置する。これは焼成体内に存在する固溶炭素量、遊離炭素量の違いを利用して製品切り出し位置を決定するためである。また、固溶炭素量と遊離炭素量は、表1に示す焼成条件によりコントロールする。
実施例3では、実施例1の焼成条件を変えて、窒化アルミニウム粉末中に300ppm以下の炭素濃度とした窒化アルミニウム焼結体を作製し、図6に示す製品Eの炭素分布の窒化アルミニウム基板とした。より具体的には、電極上方Aの遊離炭素の濃度120ppm, 電極下方Bの遊離炭素の濃度40ppm, 電極間Cの遊離炭素の濃度70ppmとした。また、電極上方Aの全炭素の濃度185ppm, 電極下方Bの全炭素の濃度280ppm, 電極間Cの全炭素の濃度230ppmとした。さらに、電極上方Aの固溶炭素の濃度65ppm, 電極下方Bの固溶炭素の濃度240ppm, 電極間Cの固溶炭素の濃度160ppmとした。
実施例4では、実施例3と同様の焼成条件を用いて、窒化アルミニウム粉末中に300ppm以下の炭素濃度とした窒化アルミニウム焼結体を作製し、図7に示す製品Fの炭素分布の窒化アルミニウム基板とした。より具体的には、電極上方Aの遊離炭素の濃度110ppm, 電極下方Bの遊離炭素の濃度45ppm, 電極間Cの遊離炭素の濃度75ppmとした。また、電極上方Aの全炭素の濃度295ppm, 電極下方Bの全炭素の濃度180ppm, 電極間Cの全炭素の濃度235ppmとし、さらに、電極上方Aの固溶炭素の濃度185ppm, 電極下方Bの固溶炭素の濃度135ppm, 電極間Cの固溶炭素の濃度160ppmとした。
比較例1では、窒化アルミニウム粉末中の炭素濃度を300ppm以下とし、焼結条件を変えて窒化アルミニウム焼結体を作製し、炭素の分布を均一とした窒化アルミニウム基板とした。
比較例2では、窒化アルミニウム粉末中の炭素濃度を250ppm以下とし、焼成条件を変えて窒化アルミニウム焼結体を作製し、炭素の分布を均一とした窒化アルミニウム基板とした。
脱粒特性は、まず、鏡面仕上げをした円盤状の試験片の片側に電極を作製し、ヒータ上に直径150mmのシリコンウエハを載置した。また、シリコンウエハ上に、鏡面側をシリコンウエハに接触させるように円盤状の試験片を載置して、シリコンウエハと円盤状の試験片を積層した。さらに、ヒータを加熱し、円盤状の試験片の温度を400 ℃で安定化した後、シリコンウエハと円盤状の試験片との電極間に500Vの電圧を印加して、シリコンウエハと試験片とを1分間吸着した。その後、冷却し、円盤状の試験片10 mm2−50mm2を使用して電子顕微鏡を用いて観察した。電子顕微鏡で観察して窒化アルミニウム粒子が脱粒した個数を数え、直径75mmの面積(1406mm2)あたりの個数として算出し、その結果を表1に示した。
2…窒化アルミニウム基板,
3…静電電極(RF電極),
4…ウエハ,
5…金属コイル(ヒータ電極),
A…電極上方,
B…電極下方,
C…電極間,
Claims (8)
- 上方の面を基板載置面とする、炭素を含有した板状の窒化アルミニウム焼結体と、
前記窒化アルミニウム焼結体中の略同一平面内に埋設された、線状または面状の導電体の電極とを有し、
前記炭素には、遊離炭素が含まれ、
前記略同一平面内の前記電極上方に存在する窒化アルミニウム焼結体中の遊離炭素の濃度が、前記電極間及び電極下方に存在する窒化アルミニウム焼結体中の前記遊離炭素の濃度と異なることを特徴とする窒化アルミニウム基板。 - 前記電極上方の遊離炭素の濃度は、前記電極間及び電極下方の遊離炭素の濃度より高く、前記電極上方の単位体積あたりにおける全炭素の濃度は、前記電極間又は電極下方の単位体積あたりにおける全炭素の濃度よりも低いことを特徴とする請求項1記載の窒化アルミニウム基板。
- 前記電極上方の遊離炭素の濃度は、前記電極間及び電極下方の遊離炭素の濃度より高く、前記電極上方の単位体積あたりにおける全炭素の濃度は、前記電極間又は電極下方の単位体積あたりにおける全炭素の濃度よりも高いことを特徴とする請求項1記載の窒化アルミニウム基板。
- 前記遊離炭素の濃度が、500ppm以下であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の窒化アルミニウム基板。
- 前記全炭素の濃度が、600ppm以下であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の窒化アルミニウム基板。
- 半導体製造用又は検査装置用のセラミック基板として用いることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の窒化アルミニウム基板。
- 炭素濃度が600ppm以下であり、炭素濃度を各々変えた少なくとも2種類の窒化アルミニウム粉末を用いて、内部に電極を埋設して成形を行い、炭素濃度が異なる少なくとも2層構造の窒化アルミニウム成形体とする成形工程と、
得られた前記窒化アルミニウム成形体を1700℃〜1950℃で焼成し、電極間及び前記電極上方の遊離炭素と電極下方の遊離炭素との濃度が異なる窒化アルミニウム基板とする焼成工程と、
を含むことを特徴とする窒化アルミニウム基板の製造方法。 - 前記焼成工程は、圧力50 kg/cm2〜250kg/cm2、昇温スピード10℃/hr〜120℃/hr、真空度1.3×10-1Pa〜133.3 Paの条件下で前記窒化アルミニウム成形体を焼成することを特徴とする請求項7記載の窒化アルミニウム基板の製造方法。
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