JP3162557B2 - 半導体基板保持装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体基板保持装置及びその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体基板（ウエハ）な
どの薄板状基板の保持固定に好適な保持装置に係り、特
に静電気によるごみの付着が少なく、基板の汚染が効果
的に防止でき、さらに加工製造が容易な半導体基板保持
装置に関する。
どの薄板状基板の保持固定に好適な保持装置に係り、特
に静電気によるごみの付着が少なく、基板の汚染が効果
的に防止でき、さらに加工製造が容易な半導体基板保持
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路の製造工程においては、
各工程間において、半導体基板を搬送したり、所定位置
に保持固定するために種々の半導体基板保持装置が採用
されている。例えば、上記半導体基板表面に微細な回路
パターンを焼き付ける露光装置（ステッパー）において
は、半導体基板を所定の平面内に高い位置精度で平坦に
固定するための保持装置（ステッパーテーブル）が使用
されている。
各工程間において、半導体基板を搬送したり、所定位置
に保持固定するために種々の半導体基板保持装置が採用
されている。例えば、上記半導体基板表面に微細な回路
パターンを焼き付ける露光装置（ステッパー）において
は、半導体基板を所定の平面内に高い位置精度で平坦に
固定するための保持装置（ステッパーテーブル）が使用
されている。
【０００３】従来、この種の半導体基板保持装置はステ
ンレス鋼等の金属表面に弗素樹脂皮膜をコーティングし
たものや電気絶縁性を有するアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）焼
結体で形成したものが一般的である。
ンレス鋼等の金属表面に弗素樹脂皮膜をコーティングし
たものや電気絶縁性を有するアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）焼
結体で形成したものが一般的である。
【０００４】しかしながら、半導体基板保持装置基材と
して金属材料を使用した保持装置では半導体基板に対す
る金属汚染が不可避であり、この不純物金属に起因して
半導体集積回路の動作不良を起こし易く半導体装置の製
品歩留りが低下し易い欠点がある。また金属材料は硬度
が低く軟質であるため耐摩耗性が乏しく長期間の使用に
耐えない難点がある。しかも、露光時に作用する熱によ
って膨脹し易く寸法変化が大きくなるため、転写回路の
寸法精度が低下し易い欠点もある。
して金属材料を使用した保持装置では半導体基板に対す
る金属汚染が不可避であり、この不純物金属に起因して
半導体集積回路の動作不良を起こし易く半導体装置の製
品歩留りが低下し易い欠点がある。また金属材料は硬度
が低く軟質であるため耐摩耗性が乏しく長期間の使用に
耐えない難点がある。しかも、露光時に作用する熱によ
って膨脹し易く寸法変化が大きくなるため、転写回路の
寸法精度が低下し易い欠点もある。
【０００５】また樹脂皮膜をコーティングして形成した
半導体基板保持装置では、母材と皮膜との熱膨脹差に起
因する剥離が発生する危険性が高くなる問題点がある。
半導体基板保持装置では、母材と皮膜との熱膨脹差に起
因する剥離が発生する危険性が高くなる問題点がある。
【０００６】一方、アルミナ焼結体で形成した半導体基
板保持装置では、金属材料で形成したものと比較してセ
ラミックス特有の耐摩耗性に優れており、単位重量当り
の剛性も高くなるため、保持装置の小型化および軽量化
が可能となる利点がある。しかしながら、アルミナ焼結
体は電気絶縁体であるため、静電気が滞留し易く、ごみ
が付着し易い難点がある。すなわち露光装置に付設した
半導体基板保持装置にごみが付着すると、被保持物であ
る半導体基板の平坦性が損われるため、転写された回路
パターンが歪み、回路の動作不良が起こり易い。また蓄
積された静電気が放電する際に発生する火花によって半
導体基板表面に形成された回路が破壊され易くなり、い
ずれにしろ半導体製品の歩留りが低下してしまう問題点
がある。
板保持装置では、金属材料で形成したものと比較してセ
ラミックス特有の耐摩耗性に優れており、単位重量当り
の剛性も高くなるため、保持装置の小型化および軽量化
が可能となる利点がある。しかしながら、アルミナ焼結
体は電気絶縁体であるため、静電気が滞留し易く、ごみ
が付着し易い難点がある。すなわち露光装置に付設した
半導体基板保持装置にごみが付着すると、被保持物であ
る半導体基板の平坦性が損われるため、転写された回路
パターンが歪み、回路の動作不良が起こり易い。また蓄
積された静電気が放電する際に発生する火花によって半
導体基板表面に形成された回路が破壊され易くなり、い
ずれにしろ半導体製品の歩留りが低下してしまう問題点
がある。
【０００７】上記問題点を解決するために、例えばＴｉ
Ｃ等の導電性材料をＡｌ2 Ｏ3 等のセラミックス基板中
に含有させて、導電性を有するセラミックス焼結体と
し、この焼結体によって半導体基板保持装置を構成する
例が、特開平５−２１５８４号公報に開示されている。
この保持装置によれば、導電性を有するセラミックス焼
結体で形成しているため、静電気の蓄積が少なく、静電
気に起因するごみの付着や回路の損傷も少なく、半導体
製品の歩留りを高めることが可能となった。
Ｃ等の導電性材料をＡｌ2 Ｏ3 等のセラミックス基板中
に含有させて、導電性を有するセラミックス焼結体と
し、この焼結体によって半導体基板保持装置を構成する
例が、特開平５−２１５８４号公報に開示されている。
この保持装置によれば、導電性を有するセラミックス焼
結体で形成しているため、静電気の蓄積が少なく、静電
気に起因するごみの付着や回路の損傷も少なく、半導体
製品の歩留りを高めることが可能となった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記半
導体基板保持装置において、導電性材料をセラミックス
基板中に含有させているため、セラミックスの焼結性が
悪化し、高強度の半導体基板保持装置が得られない欠点
がある。特にセラミックス基材としてアルミナ（Ａｌ2
Ｏ3 ）を使用する一方、導電材料として多量の炭化チタ
ン（ＴｉＣ）を使用した場合、両者の混合体の焼結性は
極めて悪くなり、充分に緻密化しない。特にＴｉＣの配
合割合を高めると、焼結体の電気抵抗は低下し、静電気
によるごみの付着を効果的に防止することができる反
面、焼結性が悪化するため、構造強度、微細加工性が充
分でなく、保持装置の小型、微細化は困難である。特に
焼結体の電気抵抗を低下させ導電性を高めてもごみの付
着、接触の際の半導体基板の損傷を防ぐため半導体基板
と接触する面積、具体的には半導体基板保持装置に形成
されている環状凸部の上面幅Ｗが小さい程好ましいが、
前記のような低焼結性、構造強度不足により微細加工、
放電加工（ＥＤＭ）が困難であった。
導体基板保持装置において、導電性材料をセラミックス
基板中に含有させているため、セラミックスの焼結性が
悪化し、高強度の半導体基板保持装置が得られない欠点
がある。特にセラミックス基材としてアルミナ（Ａｌ2
Ｏ3 ）を使用する一方、導電材料として多量の炭化チタ
ン（ＴｉＣ）を使用した場合、両者の混合体の焼結性は
極めて悪くなり、充分に緻密化しない。特にＴｉＣの配
合割合を高めると、焼結体の電気抵抗は低下し、静電気
によるごみの付着を効果的に防止することができる反
面、焼結性が悪化するため、構造強度、微細加工性が充
分でなく、保持装置の小型、微細化は困難である。特に
焼結体の電気抵抗を低下させ導電性を高めてもごみの付
着、接触の際の半導体基板の損傷を防ぐため半導体基板
と接触する面積、具体的には半導体基板保持装置に形成
されている環状凸部の上面幅Ｗが小さい程好ましいが、
前記のような低焼結性、構造強度不足により微細加工、
放電加工（ＥＤＭ）が困難であった。
【０００９】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、特に静電気によるごみの付着をより完全
に防止でき、かつ緻密で強度特性に優れた半導体基板保
持装置を提供することを目的とする。
たものであり、特に静電気によるごみの付着をより完全
に防止でき、かつ緻密で強度特性に優れた半導体基板保
持装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記目的を
達成するため、種々のセラミックス基材と導電材料とを
組み合せて種々の製法により焼結体を調製し、半導体基
板保持装置としての特性を比較評価した。その結果、Ａ
ｌ2 Ｏ3 基材に導電材料としてのＴｉＣを３０重量％以
上添加しても焼結助剤としてイットリア（Ｙ2 Ｏ3 ）等
を所定量添加したときに、焼結性が良好であり、かつ導
電性が優れた焼結体が得られた。ここで出発原料として
使用するＡｌ2 Ｏ3 粉末及びＴｉＣ粉末は共に平均粒径
１．０μｍ以下、好ましくは０．６μｍ以下の微細な粉
末が望ましい。またＹ2 Ｏ3 等も平均粒径１．０μｍ以
下が望ましいが、添加量が０．１〜３．０ｗｔ％と少量
であるためＡｌ2 Ｏ3 粉末、ＴｉＣ粉末に比較し粒径を
小さくしたことに対する焼結性におよぼす効果は小さ
い。ＭｇＯ、ＣａＯも同様である。そしてこの焼結体で
半導体基板保持装置を形成したときにごみの付着が少な
く、微細加工性、放電加工性に優れ、また、半導体基板
保持装置に形成される環状凸部の上面幅Ｗを０．２mm以
下と狭く設定しても焼結体のカケ、粒子の脱落がほとん
どない半導体基板保持装置が得られるという知見を得
た。本発明は上記知見に基づいて完成されたものであ
る。
達成するため、種々のセラミックス基材と導電材料とを
組み合せて種々の製法により焼結体を調製し、半導体基
板保持装置としての特性を比較評価した。その結果、Ａ
ｌ2 Ｏ3 基材に導電材料としてのＴｉＣを３０重量％以
上添加しても焼結助剤としてイットリア（Ｙ2 Ｏ3 ）等
を所定量添加したときに、焼結性が良好であり、かつ導
電性が優れた焼結体が得られた。ここで出発原料として
使用するＡｌ2 Ｏ3 粉末及びＴｉＣ粉末は共に平均粒径
１．０μｍ以下、好ましくは０．６μｍ以下の微細な粉
末が望ましい。またＹ2 Ｏ3 等も平均粒径１．０μｍ以
下が望ましいが、添加量が０．１〜３．０ｗｔ％と少量
であるためＡｌ2 Ｏ3 粉末、ＴｉＣ粉末に比較し粒径を
小さくしたことに対する焼結性におよぼす効果は小さ
い。ＭｇＯ、ＣａＯも同様である。そしてこの焼結体で
半導体基板保持装置を形成したときにごみの付着が少な
く、微細加工性、放電加工性に優れ、また、半導体基板
保持装置に形成される環状凸部の上面幅Ｗを０．２mm以
下と狭く設定しても焼結体のカケ、粒子の脱落がほとん
どない半導体基板保持装置が得られるという知見を得
た。本発明は上記知見に基づいて完成されたものであ
る。
【００１１】すなわち本発明に係る半導体基板保持装置
は、環状凸部により半導体基板を保持する半導体基板保
持装置において、少なくとも上記半導体基板と接触する
部分を、炭化物換算で３０重量％以上５０重量％以下の
Ｔｉと、酸化物換算で０．１重量％以上３．０重量％以
下のＹ，Ｙｂ，Ｃｅのうちの少なくとも１種とを含有す
るアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）焼結体で形成したことを特徴
とする。
は、環状凸部により半導体基板を保持する半導体基板保
持装置において、少なくとも上記半導体基板と接触する
部分を、炭化物換算で３０重量％以上５０重量％以下の
Ｔｉと、酸化物換算で０．１重量％以上３．０重量％以
下のＹ，Ｙｂ，Ｃｅのうちの少なくとも１種とを含有す
るアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）焼結体で形成したことを特徴
とする。
【００１２】また環状凸部により半導体基板を保持する
半導体基板保持装置において、少なくとも上記半導体基
板と接触する部分を、炭化物換算で３０重量％以上５０
重量％以下のＴｉと、酸化物換算で０．１重量％以上
３．０重量％以下のＹ，Ｙｂ，Ｃｅのうちの少なくとも
１種と、酸化物換算で０．１重量％以上３．０重量％以
下のＭｇ，Ｃａのうちの少なくとも１種とを含有するア
ルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）焼結体で形成してもよい。
半導体基板保持装置において、少なくとも上記半導体基
板と接触する部分を、炭化物換算で３０重量％以上５０
重量％以下のＴｉと、酸化物換算で０．１重量％以上
３．０重量％以下のＹ，Ｙｂ，Ｃｅのうちの少なくとも
１種と、酸化物換算で０．１重量％以上３．０重量％以
下のＭｇ，Ｃａのうちの少なくとも１種とを含有するア
ルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）焼結体で形成してもよい。
【００１３】また本発明に係る半導体基板保持装置の製
造方法は、平均粒径１．０μｍ以下のアルミナ（Ａｌ2
Ｏ3 ）粉末４４．９重量％以上６９．９重量％以下と、
平均粒径１．０μｍ以下のＴｉＣ粉末３０重量％以上５
０重量％以下と、Ｙ2 Ｏ3 粉末、Ｙｂ2 Ｏ3 粉末、Ｃｅ
2 Ｏ3 粉末のうちの少なくとも１種の粉末０．１重量％
以上３．０重量％以下とを混合、成形し、温度１４００
〜１８００℃で焼結後、微細加工することを特徴とす
る。
造方法は、平均粒径１．０μｍ以下のアルミナ（Ａｌ2
Ｏ3 ）粉末４４．９重量％以上６９．９重量％以下と、
平均粒径１．０μｍ以下のＴｉＣ粉末３０重量％以上５
０重量％以下と、Ｙ2 Ｏ3 粉末、Ｙｂ2 Ｏ3 粉末、Ｃｅ
2 Ｏ3 粉末のうちの少なくとも１種の粉末０．１重量％
以上３．０重量％以下とを混合、成形し、温度１４００
〜１８００℃で焼結後、微細加工することを特徴とす
る。
【００１４】本発明において、半導体基板との接触部に
使用される焼結体としては、炭化チタン（ＴｉＣ）含有
酸化アルミニウム（アルミナ、Ａｌ2 Ｏ3 ）焼結体であ
り、この酸化アルミニウムは、本発明の半導体基板保持
装置を構成する主材料であり、セラミックス焼結体が本
来的に有する耐摩耗特性を発揮する。
使用される焼結体としては、炭化チタン（ＴｉＣ）含有
酸化アルミニウム（アルミナ、Ａｌ2 Ｏ3 ）焼結体であ
り、この酸化アルミニウムは、本発明の半導体基板保持
装置を構成する主材料であり、セラミックス焼結体が本
来的に有する耐摩耗特性を発揮する。
【００１５】炭化チタン（ＴｉＣ）は共有結合性を有す
る導電材料であり、半導体基板保持装置を構成する焼結
体に導電性を付与するために３０〜５０重量％添加され
る。添加量が３０重量％未満の場合には、導電性の改善
効果が少なく、静電気によるごみの付着を効果的に防止
することが不十分であるとともに、焼結体の放電加工性
が低下し、保持装置の加工製造が困難となる。一方、添
加量が５０重量％を超えると、焼結性が低下すると共
に、基材であるＡｌ2 Ｏ3 焼結体本来の特性が損われ、
強度および耐摩耗性も低下するため、ＴｉＣの添加量は
３０〜５０重量％の範囲に設定されるが、特に３５〜４
０重量％の範囲が好ましい。
る導電材料であり、半導体基板保持装置を構成する焼結
体に導電性を付与するために３０〜５０重量％添加され
る。添加量が３０重量％未満の場合には、導電性の改善
効果が少なく、静電気によるごみの付着を効果的に防止
することが不十分であるとともに、焼結体の放電加工性
が低下し、保持装置の加工製造が困難となる。一方、添
加量が５０重量％を超えると、焼結性が低下すると共
に、基材であるＡｌ2 Ｏ3 焼結体本来の特性が損われ、
強度および耐摩耗性も低下するため、ＴｉＣの添加量は
３０〜５０重量％の範囲に設定されるが、特に３５〜４
０重量％の範囲が好ましい。
【００１６】炭化チタンは単体では極めて難焼結性を呈
するが、基材としての酸化アルミニウム中にＹ2 Ｏ3 等
とともに均一に混合することによって緻密な焼結体とす
ることができる。
するが、基材としての酸化アルミニウム中にＹ2 Ｏ3 等
とともに均一に混合することによって緻密な焼結体とす
ることができる。
【００１７】Ｙ、Ｙｂ、Ｃｅの酸化物は、上記Ａｌ2 Ｏ
3 とＴｉＣとの混合体の焼結性を改善するために０．１
〜３．０重量％添加される。その添加量が０．１重量％
未満と過少な場合は焼結性の改善効果が少なく緻密で高
強度の焼結体が得られない。一方、添加量が３．０重量
％を超えても焼結性の改善効果が飽和し始めると共に、
焼結体の粒界にガラス相が形成されるため、電気抵抗が
増加する。したがって、Ｙ2 Ｏ3 等の添加量は０．１〜
３．０重量％とする。
3 とＴｉＣとの混合体の焼結性を改善するために０．１
〜３．０重量％添加される。その添加量が０．１重量％
未満と過少な場合は焼結性の改善効果が少なく緻密で高
強度の焼結体が得られない。一方、添加量が３．０重量
％を超えても焼結性の改善効果が飽和し始めると共に、
焼結体の粒界にガラス相が形成されるため、電気抵抗が
増加する。したがって、Ｙ2 Ｏ3 等の添加量は０．１〜
３．０重量％とする。
【００１８】これらの酸化物としては実用上Ｙ2 Ｏ3 が
使用されるが、Ｙｂ，Ｃｅの酸化物も同等の効果を有す
る。更に不純物、金属汚染源を最少限とするため、焼結
助剤も含めＡｌ2 Ｏ3 、ＴｉＣ以外の添加元素は最少限
に抑制することが望ましい。このためＹ，Ｙｂ，Ｃｅの
酸化物に加えＭｇＯ，ＣａＯのうち少なくとも１種を添
加することにより、Ｙ，Ｙｂ，Ｃｅの少なくとも１種の
酸化物とＭｇＯ，ＣａＯのうち少なくとも１種の含有量
を共に０．１重量％以上０．５重量％未満と極く微量と
することができ、不純物金属による半導体基板の汚染を
より低減することができる。
使用されるが、Ｙｂ，Ｃｅの酸化物も同等の効果を有す
る。更に不純物、金属汚染源を最少限とするため、焼結
助剤も含めＡｌ2 Ｏ3 、ＴｉＣ以外の添加元素は最少限
に抑制することが望ましい。このためＹ，Ｙｂ，Ｃｅの
酸化物に加えＭｇＯ，ＣａＯのうち少なくとも１種を添
加することにより、Ｙ，Ｙｂ，Ｃｅの少なくとも１種の
酸化物とＭｇＯ，ＣａＯのうち少なくとも１種の含有量
を共に０．１重量％以上０．５重量％未満と極く微量と
することができ、不純物金属による半導体基板の汚染を
より低減することができる。
【００１９】こうして上記ＴｉＣの含有量を３０〜５０
重量％、またＹ2 Ｏ3 の含有量を０．１〜３．０重量％
に設定することにより、電気抵抗が１０-2Ω・cm以下と
なり、導電性に優れ、かつ強度が高いＡｌ2 Ｏ3 −Ｔｉ
Ｃ焼結体が焼結性良く得られる。
重量％、またＹ2 Ｏ3 の含有量を０．１〜３．０重量％
に設定することにより、電気抵抗が１０-2Ω・cm以下と
なり、導電性に優れ、かつ強度が高いＡｌ2 Ｏ3 −Ｔｉ
Ｃ焼結体が焼結性良く得られる。
【００２０】上記Ａｌ2 Ｏ3 −ＴｉＣ焼結体は、例えば
以下のような手順で製造される。すなわち平均粒径１．
０μｍ以下のＡｌ2 Ｏ3 原料粉末に導電材としての平均
粒径１．０μｍ以下のＴｉＣ粉末および焼結助剤として
の平均粒径１．０μｍ以下のＹ2 Ｏ3 粉末を所定量添加
して均一に混合し、得られた原料混合体を１００〜４０
０kg／cm2 の加圧力で圧縮成形し、得られた成形体をＮ
2 ガスやＡｒガス等の非酸化性雰囲気中で温度１４００
〜１８００℃で５〜８時間焼結して製造される。
以下のような手順で製造される。すなわち平均粒径１．
０μｍ以下のＡｌ2 Ｏ3 原料粉末に導電材としての平均
粒径１．０μｍ以下のＴｉＣ粉末および焼結助剤として
の平均粒径１．０μｍ以下のＹ2 Ｏ3 粉末を所定量添加
して均一に混合し、得られた原料混合体を１００〜４０
０kg／cm2 の加圧力で圧縮成形し、得られた成形体をＮ
2 ガスやＡｒガス等の非酸化性雰囲気中で温度１４００
〜１８００℃で５〜８時間焼結して製造される。
【００２１】さらに得られたＡｌ2 Ｏ3 −ＴｉＣ焼結体
を砥石等により研削研摩して、半導体基板と接触する部
位となる凸部を形成する他、更に放電加工によって取付
穴等を加工形成して本発明に係る半導体基板保持装置が
形成される。
を砥石等により研削研摩して、半導体基板と接触する部
位となる凸部を形成する他、更に放電加工によって取付
穴等を加工形成して本発明に係る半導体基板保持装置が
形成される。
【００２２】なお、半導体基板保持装置全体を、上記導
電性を有するＡｌ2 Ｏ3 −ＴｉＣ焼結体で形成する方が
剥離等の心配が少なくより好ましいが、半導体基板と直
接接触する環状凸部分のみを、上記Ａｌ2 Ｏ3 −ＴｉＣ
焼結体で構成することもできる。また、環状凸部は連続
した環状であっても、部分的に断続している環状であっ
ても良く、凸部が同心円状に形成されているものであれ
ば良い。
電性を有するＡｌ2 Ｏ3 −ＴｉＣ焼結体で形成する方が
剥離等の心配が少なくより好ましいが、半導体基板と直
接接触する環状凸部分のみを、上記Ａｌ2 Ｏ3 −ＴｉＣ
焼結体で構成することもできる。また、環状凸部は連続
した環状であっても、部分的に断続している環状であっ
ても良く、凸部が同心円状に形成されているものであれ
ば良い。
【００２３】
【作用】上記構成に係る半導体基板保持装置によれば、
少なくとも半導体基板と接触する環状凸部について、Ｔ
ｉＣを含有するＡｌ2 Ｏ3 焼結体で構成しているため、
導電性を有し静電気の発生蓄積が少なく、静電気に起因
するごみの付着や半導体基板上に形成される微細回路の
損傷等を効果的に防止することができる。
少なくとも半導体基板と接触する環状凸部について、Ｔ
ｉＣを含有するＡｌ2 Ｏ3 焼結体で構成しているため、
導電性を有し静電気の発生蓄積が少なく、静電気に起因
するごみの付着や半導体基板上に形成される微細回路の
損傷等を効果的に防止することができる。
【００２４】また上記導電性Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ焼結体
は原料段階で所定量のＹ２Ｏ３を含有しているため、Ｔ
ｉＣ含有量が高い場合においても焼結性が極めて優れて
おり、緻密度が高く、かつ導電性に優れ、微細加工が可
能な焼結体が得られる。したがって、このＴｉＣ含有焼
結体で半導体基板保持装置を形成した場合には、微細加
工性、放電加工性が良好であり、環状凸部の上面幅Ｗが
０．２ｍｍ以下であるような微細で複雑構造を有する半
導体基板保持装置も容易に加工製造することができる。
は原料段階で所定量のＹ２Ｏ３を含有しているため、Ｔ
ｉＣ含有量が高い場合においても焼結性が極めて優れて
おり、緻密度が高く、かつ導電性に優れ、微細加工が可
能な焼結体が得られる。したがって、このＴｉＣ含有焼
結体で半導体基板保持装置を形成した場合には、微細加
工性、放電加工性が良好であり、環状凸部の上面幅Ｗが
０．２ｍｍ以下であるような微細で複雑構造を有する半
導体基板保持装置も容易に加工製造することができる。
【００２５】
【実施例】平均粒径０．６μｍの酸化アルミニウム原料
粉末に対して平均粒径０．６μｍのＴｉＣ粉末および平
均粒径０．８μｍのＹ2 Ｏ3 粉末を表１に示す組成とな
るように配合し、均一に混合した。次に得られた原料混
合体を金型プレスの成形型に充填し圧力３５０kg／cm2
で加圧して円板状の成形体を調製した次に各成形体を窒
素ガス雰囲気で１５００℃で５時間焼結することによ
り、Ａｌ2 Ｏ3 −ＴｉＣ焼結体をそれぞれ調製した。
粉末に対して平均粒径０．６μｍのＴｉＣ粉末および平
均粒径０．８μｍのＹ2 Ｏ3 粉末を表１に示す組成とな
るように配合し、均一に混合した。次に得られた原料混
合体を金型プレスの成形型に充填し圧力３５０kg／cm2
で加圧して円板状の成形体を調製した次に各成形体を窒
素ガス雰囲気で１５００℃で５時間焼結することによ
り、Ａｌ2 Ｏ3 −ＴｉＣ焼結体をそれぞれ調製した。
【００２６】次に得られた各Ａｌ2 Ｏ3 −ＴｉＣ焼結体
を砥石によって研削研摩し、さらに放電加工することに
より、図１〜図２に示すような実施例１〜５に係る半導
体基板保持装置１を調製した。図１〜図２に示す半導体
基板保持装置は半導体基板（ウエハ）２を所定の露光位
置に保持固定するための装置であり、全体がＡｌ2 Ｏ3
−ＴｉＣ焼結体５で形成されている。
を砥石によって研削研摩し、さらに放電加工することに
より、図１〜図２に示すような実施例１〜５に係る半導
体基板保持装置１を調製した。図１〜図２に示す半導体
基板保持装置は半導体基板（ウエハ）２を所定の露光位
置に保持固定するための装置であり、全体がＡｌ2 Ｏ3
−ＴｉＣ焼結体５で形成されている。
【００２７】半導体基板保持装置１の外径は、吸着保持
する半導体基板２の外径より僅かに小さく設定されてお
り、基板２の吸着面となる装置上面には、中心から複数
の環状凸部３と環状溝部（真空吸着溝）４とが交互に所
定間隔をおいて、同心円状に形成されている。上記環状
溝部４はダイヤモンド砥石による研削加工および放電加
工により形成した。また各環状凸部３の上面幅Ｗはごみ
の付着やのり上げを防止するために０．０１〜０．２０
mm程度に設定される。
する半導体基板２の外径より僅かに小さく設定されてお
り、基板２の吸着面となる装置上面には、中心から複数
の環状凸部３と環状溝部（真空吸着溝）４とが交互に所
定間隔をおいて、同心円状に形成されている。上記環状
溝部４はダイヤモンド砥石による研削加工および放電加
工により形成した。また各環状凸部３の上面幅Ｗはごみ
の付着やのり上げを防止するために０．０１〜０．２０
mm程度に設定される。
【００２８】またＡｌ2 Ｏ3 −ＴｉＣ焼結体５の厚さ方
向には、各環状溝部４の底面に開口する吸気孔６が穿設
されており、これらの吸気孔６は水平方向に穿設された
吸引孔７に連通する。この吸引孔７は図示しない真空源
に接続されており、半導体基板保持装置１上に保持され
た半導体基板２の裏面と各環状溝部４とで囲まれる空間
が減圧されることによって半導体基板２は複数の環状凸
部３の上面に沿って平坦に保持固定される。
向には、各環状溝部４の底面に開口する吸気孔６が穿設
されており、これらの吸気孔６は水平方向に穿設された
吸引孔７に連通する。この吸引孔７は図示しない真空源
に接続されており、半導体基板保持装置１上に保持され
た半導体基板２の裏面と各環状溝部４とで囲まれる空間
が減圧されることによって半導体基板２は複数の環状凸
部３の上面に沿って平坦に保持固定される。
【００２９】上記実施例１〜５に係る半導体基板保持装
置１の電気抵抗、および研削・研摩加工を施こした際に
発生する脱粒やカケの状況を観察して表１に示す結果を
得た。
置１の電気抵抗、および研削・研摩加工を施こした際に
発生する脱粒やカケの状況を観察して表１に示す結果を
得た。
【００３０】一方、比較例１〜３として、Ｙ2 Ｏ3 を添
加しないで表１に示す組成を有する原料混合体を実施例
１〜５と同様にして成形・焼結し、さらに得られた各Ａ
ｌ2 Ｏ3 及びＡｌ2 Ｏ3 −ＴｉＣ焼結体を研削研摩加工
して実施例１〜５と同一寸法形状を有する比較例１〜３
に係る半導体基板保持装置を調製し、各装置について同
様に電気抵抗値および加工状態を調べ下記表１に示す結
果を得た。
加しないで表１に示す組成を有する原料混合体を実施例
１〜５と同様にして成形・焼結し、さらに得られた各Ａ
ｌ2 Ｏ3 及びＡｌ2 Ｏ3 −ＴｉＣ焼結体を研削研摩加工
して実施例１〜５と同一寸法形状を有する比較例１〜３
に係る半導体基板保持装置を調製し、各装置について同
様に電気抵抗値および加工状態を調べ下記表１に示す結
果を得た。
【００３１】
【表１】 表１に示す結果から明らかなように、実施例１〜５に係
る半導体基板保持装置によれば、ＴｉＣの含有量が多い
ため、いずれも電気抵抗が１０-2Ω・cm以下であり、極
めて導電性に優れている。したがって、静電気の発生蓄
積によるごみの付着は少なく優れた防塵特性が発揮され
る。
る半導体基板保持装置によれば、ＴｉＣの含有量が多い
ため、いずれも電気抵抗が１０-2Ω・cm以下であり、極
めて導電性に優れている。したがって、静電気の発生蓄
積によるごみの付着は少なく優れた防塵特性が発揮され
る。
【００３２】特に半導体基板保持装置を構成するＡｌ2
Ｏ3 −ＴｉＣ焼結体が原料段階で平均粒径１．０μｍ以
下の粉末を使用し、更にＹ2 Ｏ3 を含有しているため、
焼結性が良好であり、比較例１の保持装置と比較して、
加工に伴う焼結体のカケ、脱粒がほとんど発生しないこ
とが判明した。
Ｏ3 −ＴｉＣ焼結体が原料段階で平均粒径１．０μｍ以
下の粉末を使用し、更にＹ2 Ｏ3 を含有しているため、
焼結性が良好であり、比較例１の保持装置と比較して、
加工に伴う焼結体のカケ、脱粒がほとんど発生しないこ
とが判明した。
【００３３】このようにＴｉＣの含有量が多いにも拘ら
ず、焼結性が優れているため、微細加工性に優れ高強度
の半導体基板保持装置が提供できる。特に図１〜図２に
示す環状凸部３の上面幅Ｗを０．２０mm以下としても加
工に伴うカケ、焼結体粒子の脱粒がほとんどない高精度
の凸部形成が可能となり、被保持物である半導体基板２
との接触面積を低減することができ、化学的な汚染を防
止できる。また環状凸部３上面へのごみの付着や乗り上
げを効果的に防止でき、ごみの介在によって半導体基板
２の平坦度が劣化して不良を引き起こすおそれも少な
い。
ず、焼結性が優れているため、微細加工性に優れ高強度
の半導体基板保持装置が提供できる。特に図１〜図２に
示す環状凸部３の上面幅Ｗを０．２０mm以下としても加
工に伴うカケ、焼結体粒子の脱粒がほとんどない高精度
の凸部形成が可能となり、被保持物である半導体基板２
との接触面積を低減することができ、化学的な汚染を防
止できる。また環状凸部３上面へのごみの付着や乗り上
げを効果的に防止でき、ごみの介在によって半導体基板
２の平坦度が劣化して不良を引き起こすおそれも少な
い。
【００３４】一方比較例１〜２に係る半導体基板保持装
置においては、Ｙ2 Ｏ3 を添加していないＡｌ2 Ｏ3 −
ＴｉＣ焼結体で形成しているため、導電性は良好である
反面、いずれも焼結性が悪く実施例１〜５と比較して密
度が低く低強度のものしか得られないため、加工を施こ
す際にカケ、脱粒が多く発生した。またＴｉＣを含有し
ないアルミナ焼結体で形成した比較例３に係る半導体基
板保持装置では、ほぼ絶縁体となるため、静電気が発生
し易く防塵効果が小さいことが確認された。
置においては、Ｙ2 Ｏ3 を添加していないＡｌ2 Ｏ3 −
ＴｉＣ焼結体で形成しているため、導電性は良好である
反面、いずれも焼結性が悪く実施例１〜５と比較して密
度が低く低強度のものしか得られないため、加工を施こ
す際にカケ、脱粒が多く発生した。またＴｉＣを含有し
ないアルミナ焼結体で形成した比較例３に係る半導体基
板保持装置では、ほぼ絶縁体となるため、静電気が発生
し易く防塵効果が小さいことが確認された。
【００３５】
【発明の効果】以上説明の通り、本発明に係る半導体基
板保持装置によれば、少なくとも半導体基板と接触する
環状凸部について、ＴｉＣを３０重量％以上含有する導
電性Ａｌ2 Ｏ3 −ＴｉＣ焼結体で構成しているため、静
電気の発生蓄積が少なく、静電気に起因するごみの付着
や被保持物上に形成される微細回路の損傷等を効果的に
防止することができる。
板保持装置によれば、少なくとも半導体基板と接触する
環状凸部について、ＴｉＣを３０重量％以上含有する導
電性Ａｌ2 Ｏ3 −ＴｉＣ焼結体で構成しているため、静
電気の発生蓄積が少なく、静電気に起因するごみの付着
や被保持物上に形成される微細回路の損傷等を効果的に
防止することができる。
【００３６】また上記導電性Ａｌ2 Ｏ3 −ＴｉＣ焼結体
は原料段階で所定量のＹ2 Ｏ3 を含有しているため、Ｔ
ｉＣ含有量が３０重量％以上と高い場合においても焼結
性が優れており、緻密度が高く、かつ導電性に優れた焼
結体が得られる。したがって、このＡｌ2 Ｏ3 −ＴｉＣ
焼結体で半導体基板保持装置を形成した場合には、微細
加工性および放電加工性が良好であり、微細で複雑構造
を有する半導体基板保持装置も容易に加工製造すること
ができる。
は原料段階で所定量のＹ2 Ｏ3 を含有しているため、Ｔ
ｉＣ含有量が３０重量％以上と高い場合においても焼結
性が優れており、緻密度が高く、かつ導電性に優れた焼
結体が得られる。したがって、このＡｌ2 Ｏ3 −ＴｉＣ
焼結体で半導体基板保持装置を形成した場合には、微細
加工性および放電加工性が良好であり、微細で複雑構造
を有する半導体基板保持装置も容易に加工製造すること
ができる。
【図１】本発明に係る半導体基板保持装置の一実施例を
示す平面図。
示す平面図。
【図２】図１におけるII−II矢視断面図。
１ 半導体基板保持装置 ２ 半導体基板（ウエハ） ３ 環状凸部 ４ 環状溝部（真空吸着溝） ５ Ａｌ2 Ｏ3 −ＴｉＣ焼結体 ６ 吸着孔 ７ 吸引孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/027 H01L 21/68
Claims (8)
- 【請求項１】 環状凸部により半導体基板を保持する半
導体基板保持装置において、少なくとも上記半導体基板
と接触する部分を、炭化物換算で３０重量％以上５０重
量％以下のＴｉと、酸化物換算で０．１重量％以上３．
０重量％以下のＹ，Ｙｂ，Ｃｅのうちの少なくとも１種
とを含有するアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）焼結体で形成した
ことを特徴とする半導体基板保持装置。 - 【請求項２】 アルミナ焼結体の電気抵抗値が１０−２
Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の半
導体基板保持装置。 - 【請求項３】 環状凸部を含む半導体基板保持装置が一
体に形成されると共に、環状凸部の上面幅Ｗを０．０１
ｍｍ以上０．２０ｍｍ以下としたことを特徴とする請求
項１記載の半導体基板保持装置。 - 【請求項４】 環状凸部により半導体基板を保持する半
導体基板保持装置において、少なくとも上記半導体基板
と接触する部分を、炭化物換算で３０重量％以上５０重
量％以下のＴｉと、酸化物換算で０．１重量％以上３．
０重量％以下のＹ，Ｙｂ，Ｃｅのうちの少なくとも１種
と、酸化物換算で０．１重量％以上３．０重量％以下の
Ｍｇ，Ｃａのうちの少なくとも１種とを含有するアルミ
ナ（Ａｌ２Ｏ３）焼結体で形成したことを特徴とする半
導体基板保持装置。 - 【請求項５】 アルミナ焼結体の電気抵抗値が１０−２
Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする請求項４記載の半
導体基板保持装置。 - 【請求項６】 Ｙ，Ｙｂ，Ｃｅのうちの少なくとも１種
が酸化物換算で０．１重量％以上３．０重量％未満、Ｍ
ｇ，Ｃａのうちの少なくとも１種が酸化物換算で０．１
重量％以上０．５重量％未満としたことを特徴とする請
求項３記載の半導体基板保持装置。 - 【請求項７】 平均粒径１．０μｍ以下のアルミナ（Ａ
ｌ２Ｏ３）粉末４４．９重量％以上６９．９重量％以下
と、平均粒径１．０μｍ以下のＴｉＣ粉末３０重量％以
上５０重量％以下と、Ｙ２Ｏ３粉末、Ｙｂ２Ｏ３粉末、
Ｃｅ２Ｏ３粉末のうちの少なくとも１種の粉末０．１重
量％以上３．０重量％以下とを混合、成形し、温度１４
００〜１８００℃で焼結後、得られたアルミナ焼結体を
微細加工することを特徴とする半導体基板保持装置の製
造方法。 - 【請求項８】 アルミナ焼結体の電気抵抗値を１０−２
Ω・ｃｍ以下とすることを特徴とする請求項７記載の半
導体基板保持装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28137593A JP3162557B2 (ja) | 1993-11-10 | 1993-11-10 | 半導体基板保持装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28137593A JP3162557B2 (ja) | 1993-11-10 | 1993-11-10 | 半導体基板保持装置及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07135161A JPH07135161A (ja) | 1995-05-23 |
| JP3162557B2 true JP3162557B2 (ja) | 2001-05-08 |
Family
ID=17638259
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28137593A Expired - Fee Related JP3162557B2 (ja) | 1993-11-10 | 1993-11-10 | 半導体基板保持装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3162557B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6270842B1 (en) | 1998-08-20 | 2001-08-07 | Azuma Kogyo Co., Ltd. | Method of galvanizing with molten zinc-aluminum alloy |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7143587B2 (ja) * | 2017-12-28 | 2022-09-29 | 富士電機株式会社 | 半導体製造装置および半導体装置の製造方法 |
-
1993
- 1993-11-10 JP JP28137593A patent/JP3162557B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6270842B1 (en) | 1998-08-20 | 2001-08-07 | Azuma Kogyo Co., Ltd. | Method of galvanizing with molten zinc-aluminum alloy |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07135161A (ja) | 1995-05-23 |
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