JP2020004749A - 半導体製造装置用部品 - Google Patents
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Abstract
Description
A−1.静電チャック100の構成:
図1は、本実施形態における静電チャック100の外観構成を概略的に示す斜視図であり、図2は、本実施形態における静電チャック100のXZ断面構成を概略的に示す説明図である。各図には、方向を特定するための互いに直交するXYZ軸が示されている。本明細書では、便宜的に、Z軸正方向を上方向といい、Z軸負方向を下方向というものとするが、静電チャック100は実際にはそのような向きとは異なる向きで設置されてもよい。
図3は、図2のIII−IIIの位置における静電チャック100のXY断面構成を示す説明図であり、図4は、図2のIV−IVの位置における静電チャック100のXY断面構成を示す説明図である。
セラミックス部材10は、酸化アルミニウム(アルミナ、Al2O3)の純度が99.8%以上である。電極パッド73とチャック用ビア41とヒータ用ビア51とは、それぞれ、上述した導電性材料に加えて、セラミックス部材10を構成するセラミックス材料であるアルミナを含んでいる。なお、電極パッド73に含まれる導電性材料と、チャック用ビア41やヒータ用ビア51に含まれる導電性材料とは、互いに同種の材料であってもよいし、互いに異なる種類の材料であってもよい。なお、セラミックス部材10におけるアルミナの純度(例えばwt%)は、例えば、XRD分析(X−Ray DifAnalysisraction Analysis)やXRF分析(X−Ray Fluorescence Analysis)を行う公知の装置を用いて、セラミックス部材10の表面に対する定性分析を行うことによって特定することができる。
条件1:電極パッド73は、導電性材料、アルミナに加えて、ガラス(例えばSiO2およびMgO)を含んでいる。
ガラス成分は、例えばSiO2である。なお、ガラスには、ガラス成分に加えて、金属または金属酸化物(例えばMgO)を含むことが好ましい。ガラスに金属等が含まれると、後述する静電チャック100の製造段階において、ガラス成分の融点が下がるため、低い温度でも、ガラス成分が溶融して電極パッド73における導電性材料とセラミックス材料との隙間に入り込むことによって、電極パッド73に気孔が形成されることが抑制される。
条件2:チャック用ビア41およびヒータ用ビア51の少なくとも一方は、導電性材料、アルミナに加えて、ガラス(例えばSiO2およびMgO)を含んでいる。
条件3:電極パッド73におけるガラスの含有率は、10%以下である。
条件4:電極パッド73を含む特定断面であって、一の方向(例えば上下方向(Z軸方向))に略平行な少なくとも1つの特定断面について、電極パッド73の気孔率は、0.1%以下である。
次に、本実施形態における静電チャック100の製造方法の一例を説明する。はじめに、セラミックス部材10とベース部材20とを準備する。セラミックス部材10は、例えば以下の方法により作製される。すなわち、アルミナ原料とブチラール樹脂と可塑剤と溶媒とからなるスラリーをキャスティングし、乾燥させてシート化したセラミックスグリーンシートを複数作製する。このとき、スラリーにおけるアルミナ原料の含有率を99.8%以上とすることにより、アルミナの純度が99.8%以上であるセラミックスグリーンシートを作製する。
本願発明者は、セラミックス材料(アルミナ)の純度が99.8%以上のセラミックス部材10と、セラミックス部材10の表面側に露出するように配置された電極パッド73と、を備える静電チャック100では、電極パッド73を形成する導電性材料とセラミックス材料(母材または共生地)との間に隙間が形成されやすく、その隙間からセラミックス部材10の内部に水分が浸入する、という新たな課題を見出した。セラミックス部材10の内部に水分が浸入すると、例えば、水分の熱膨張によってセラミックス部材10の変形や剥離等を招くおそれがある。例えば、上記製造方法において、セラミックス部材10の焼成後、電極パッド73を形成するためのめっき処理時のめっき液や、めっき処理後の洗浄時の洗浄水などが、電極パッド73の隙間を介してセラミックス部材10の内部に浸入することがある。その後、給電端子74を電極パッド73に接合するために炉内でろう付けする際、熱がセラミックス部材10の内部に伝達され、セラミックス部材10の内部に存在する水分が膨張することに起因してセラミックス部材10の変形等を招くことがある。
外部電極が配置され、セラミックス材料の純度が99.8%以上のセラミックス部材のサンプルを対象に、以下に説明する性能評価を行った。図5は、性能評価の結果を示す説明図であり、図6は、後述のサンプル3における外部電極(電極パッド73)の周辺部分の特定断面(XZ断面)を示す模式図である。なお、図6では、セラミックス部材のセラミックス部分11同士の間に、電極パッド73が介在している。
本明細書で開示される技術は、上述の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態に変形することができ、例えば次のような変形も可能である。
Claims (4)
- セラミックス部材と、
前記セラミックス部材の表面側に露出するように配置された外部電極と、
を備える半導体製造装置用部品において、
前記セラミックス部材は、セラミックス材料の純度が99.8%以上であり、
前記外部電極は、導電性材料とセラミックス材料とガラスとを含む、
ことを特徴とする半導体製造装置用部品。 - 請求項1に記載の半導体製造装置用部品において、さらに、
前記セラミックス部材の内部には、一端が前記外部電極に電気的に接続されたビアが配置されており、
前記ビアは、導電性材料とセラミックス材料とガラスとを含む、
ことを特徴とする半導体製造装置用部品。 - 請求項1または請求項2に記載の半導体製造装置用部品において、
前記外部電極におけるガラスの含有率は、10%以下である、
ことを特徴とする半導体製造装置用部品。 - 請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の半導体製造装置用部品において、
前記外部電極の少なくとも一の方向に平行な断面における気孔率は、0.1%以下である、
ことを特徴とする半導体製造装置用部品。
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