JP3401120B2 - Wafer holding device - Google Patents

Wafer holding device

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JP3401120B2
JP3401120B2 JP11087295A JP11087295A JP3401120B2 JP 3401120 B2 JP3401120 B2 JP 3401120B2 JP 11087295 A JP11087295 A JP 11087295A JP 11087295 A JP11087295 A JP 11087295A JP 3401120 B2 JP3401120 B2 JP 3401120B2
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aluminum nitride
base
film
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wafer
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保典 川辺
比呂史 会田
謙治 北澤
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Kyocera Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、半導体や液晶基板など
の製造工程に使用する半導体ウエハや液晶用ガラス基板
などのウエハを保持するためのサセプタや静電チャック
などのウエハ保持装置に関するものである。 【0002】 【従来の技術】従来、半導体や液晶基板などの製造工程
中において、半導体ウエハや液晶用ガラス基板などのウ
エハ上へ薄膜を形成するためのCVD装置などでは、ウ
エハを処理室内に保持するとともに、ウエハを膜付けす
るために必要な温度まで加熱するための抵抗発熱体を内
蔵したサセプタや静電チャックなどのウエハ保持装置が
使用されていた。 【0003】例えば、サセプタは図4に示すような円板
状をした窒化アルミニウム質焼結体からなる基体12の
内部に抵抗発熱体13を埋設してあり、基体12の下面
には上記抵抗発熱体13に通電するためのリード端子1
5を備えたものがあった。 【0004】また、静電チャックは図5に示すような円
板状をした窒化アルミニウム質焼結体からなる基体21
の内部に静電電極24と抵抗発熱体23をそれぞれ埋設
してあり、基体21の下面には上記各電極23,24へ
通電するためのリード端子25を備えたものがあった。 【0005】また、上記各電極13,23,24とリー
ド端子15,25との接合は、図6に示すように、基体
12,22の下面に内孔Aを穿設するとともに、その内
孔Aの表面にメタライズ層Bを形成し、モリブデンやタ
ングステンなどの金属からなるリード端子15,25を
ロウ材Cにより接合するようになったものがあった。 【0006】 【発明が解決しようとする課題】ところが、ウエハに膜
付けを行うには上記サセプタ11や静電チャック21な
どのウエハ保持装置を600℃以上の温度にまで発熱さ
せなければならないことから、基体11,21に直接接
合された各電極13,23,24のリード端子15,2
5が大気中で高温に加熱されて酸化するといった課題が
あった。その結果、リード端子15,25の抵抗値が大
きく変化して所定の温度までウエハ保持装置を発熱させ
ることができなくなり、さらにひどくなると断線してし
まう恐れがあった。 【0007】しかも、リード端子15,25を基体1
2,22に接合するロウ材Cも高温状態で大気中の酸素
と反応して腐食してしまうことからリード端子15,2
5が脱落してしまうといった課題もあった。 【0008】そこで、リード端子15,25およびその
接合部を酸化され難いNiでもって被覆することも考え
られるが、Ni膜では信頼性が乏しく、充分な耐久性を
備えたウエハ保持装置が得られていなかった。 【0009】 【課題を解決するための手段】そこで、本発明は上記課
題に鑑み、窒化アルミニウム質焼結体からなる基体の内
部に抵抗発熱体を備えるとともに、上記基体の下面に前
記抵抗発熱体へ通電するためのリード端子を具備してな
るウエハ保持装置において、上記基体の下面には上記リ
ード端子を包むようにリング状のシール部材を接合し、
上記リード端子及びシール部材を含む基体の下面全体に
炭化珪素、窒化珪素、サイアロン、窒化アルミニウムの
うちいずれか一種のセラミック膜を被覆したものであ
る。 【0010】 【作用】本発明によれば、少なくとも基体の下面のうち
リード端子及びその接合部を耐酸化性に優れたセラミッ
ク膜により被覆してあるため、リード端子の特性劣化や
ロウ材の腐食を長期間にわたって防止することができ
る。 【0011】また、本発明ではセラミック膜としてセラ
ミックスの中でも窒化アルミニウム質焼結体の熱膨張係
数に近似した炭化珪素、窒化珪素、サイアロン、窒化ア
ルミニウムのうちいずれか一種を用いたことにより高温
での基体との密着性を高めることができる。その為、ウ
エハ保持装置が高温に発熱したとしてもセラミック膜内
に大気中の酸素が侵入することはなく、また、セラミッ
ク膜が剥離するといったこともない。特に、セラミック
膜として窒化アルミニウムを用いた場合には基体を構成
する窒化アルミニウム質焼結体と同材質からなるためよ
り信頼性の高いものとすることができる。しかも、ウエ
ハ保持装置をCVD装置などの処理室内部に配置した時
には、リード端子およびその接合部がハロゲン化物ガス
に曝されることになるが、窒化アルミニウムからなるセ
ラミック膜で被覆すれば、ハロゲン化物ガス雰囲気中に
おいてもリード端子やロウ材が浸食を受けることがな
い。 【0012】 【実施例】以下、本発明実施例を説明する。 【0013】図1は本発明実施例に係るウエハ保持装置
の一例である静電チャック1を示す一部を破断した斜視
図であり、窒化アルミニウム質焼結体からなる基体2の
内部下方に抵抗発熱体3を、内部上方に静電電極4をそ
れぞれ埋設してある。また、基体2の下面には図2に示
すように上記抵抗発熱体3および静電電極4に連通する
内孔Aをそれぞれ穿設し、該内孔A表面にモリブデン−
マンガン合金からなるメタライズ層Bを敷設するととも
に、タングステンやモリブデンなどの金属製リード端子
5を銀を含むロウ材Cを介して接合してある。 【0014】また、基体2の下面には上記リード端子5
を包むようにリング状のシール部材8を接合してあり、
図3に示すようにシール部材8と成膜装置の処理室9と
の間にOリング10等を介してシールするようになって
いる。 【0015】また、リード端子5およびシール部材8を
含む基体2の下面全体には炭化珪素、窒化珪素、サイア
ロン、および窒化アルミニウムのうち一種からなるセラ
ミック膜6を被覆してあり、上記各リード端子5の先端
部にはリード線7をそれぞれ接続して通電するようにし
てある。 【0016】この静電チャック1を用いて半導体ウエハ
や液晶用ガラス基板などのウエハ20に成膜を施すに
は、まず、載置面1aにウエハ20を配置するととも
に、処理室9内に成膜ガスを供給する。そして、上記ウ
エハ20及び静電電極4間に電圧を印加することで誘電
分極によるクーロン力や微小な漏れ電流によるジョンソ
ン・ラーベック力を発生させてウエハ20を載置面1a
上に吸着固定するとともに、抵抗発熱体3に通電してウ
エハ20を所定の温度まで加熱することによりウエハ2
0上に薄膜を形成することができる。特に、本発明に係
る静電チャック1は基体2をセラミックスの中でも高い
熱伝導率を有する窒化アルミニウム質焼結体により形成
してあるため、静電チャック1自体を短時間で発熱させ
ることができるととともに、ウエハ20を均一に加熱す
ることができるため高精度の薄膜を形成することができ
る。 【0017】また、この時、静電チャック1の下面は大
気雰囲気中に曝されており、静電チャック1自体は60
0℃以上の高温に発熱していることから、抵抗発熱体3
や静電電極4に通電するためのリード端子5が酸化され
るとともに、リード端子5を接合するロウ材Cが大気雰
囲気中の酸素と反応して腐食するのであるが、本発明に
係る静電チャック1はリード端子5を含む基体2の下面
全体に耐酸化性に優れるとともに、基体2を構成する窒
化アルミニウム質焼結体と熱膨張係数が近似した炭化珪
素、窒化珪素、サイアロン、および窒化アルミニウムの
うち一種からなるセラミック膜6で被覆してあることか
ら、静電チャック1が高温に発熱したとしてもセラミッ
ク膜6が剥離することはなく、リード端子5の酸化によ
る特性劣化やロウ材Cの腐食によるリード端子5の脱落
を防止することができる。 【0018】ただし、リード端子5の酸化やロウ材Cの
腐食を完全に防止するためには、被覆するセラミック膜
6の膜厚は0.001mm以上とすることが望ましい。 【0019】これは、セラミック膜6の膜厚が0.00
1mm未満となると、セラミック膜6の膜厚が薄すぎる
ためにリード端子5の酸化およびロウ材Cの腐食を充分
に防止することが難しいからである。なお、セラミック
膜6の膜厚を1.0mmより厚くすることは成膜に時間
がかかるだけで作業効率が悪くなる。 【0020】従って、セラミック膜6の最適な膜厚範囲
としては0.001〜1.0mm、好ましくは0.01
5〜1.0mmの範囲とすれば良い。 【0021】一方、図1に示す静電チャック1を製造す
るにはまず、タングステン、モリブデン、炭化チタン、
窒化チタン、炭化タングステンなどの導電性金属を塗布
した窒化アルミニウムよりなるグリーンシートを2層積
層し、その最外層に窒化アルミニウムからなるグリーン
シートを敷設して積層体を形成する。この時、グリーン
シート上に塗布する導電性金属には、基体2をなすグリ
ーンシートとの熱膨張差をできるだけなくして密着性を
高めるために、窒化アルミニウム粉末を若干添加しても
良い。そして、得られた積層体に切削加工を施して円板
状体としたあと、非酸化性雰囲気中にて1600〜19
50℃の温度で焼成して内部に抵抗発熱体3と静電電極
4を埋設した基体2を形成する。 【0022】次に、基体2内に埋設する抵抗発熱体3お
よび静電電極4にリード端子5を接合するために、基体
2の表面に内孔Aを穿設し、該内孔Aにモリブデン−マ
ンガン合金などのペーストを塗布して1200〜150
0℃の温度範囲で焼成することによりメタライズ層Bを
形成し、該メタライズ層Bを形成した内孔Aにリード端
子5を挿入し、ロウ材Cでもって接合する。また、上記
リード端子5の周りには、タングステンからなるリング
状のシール部材8をロウ材Cを介して基体2の下面に接
合する。なお、リード端子5の材質としては、基体2と
の密着性を高める観点からタングステンまたはモリブン
デンなどの金属からなるものを使用することが好まし
く、また、ロウ材Cとしては耐熱性に優れた銀を含むロ
ウ材Cを用いると良い。 【0023】しかるのち、リード端子5およびシール部
材8を含む基体2の下面全体にスパッタリング、イオン
プレーティングなどのPVD法、あるいはCVD法など
の薄膜形成手段を用いて膜厚0.001〜1mmの炭化
珪素、窒化珪素、サイアロン、および窒化アルミニウム
のうち一種からなるセラミック膜6を被覆することによ
り図1に示す静電チャック1を得ることができる。 【0024】なお、上記実施例では静電チャック1の下
面全体にセラミック膜6を被覆してあるが、少なくとも
リード端子5およびその接合部にのみセラミック膜6を
被覆したものであれば良い。 【0025】また、上記実施例では静電チャック1につ
いてのみ示したが、抵抗発熱体を埋設したサセプタにつ
いても同様に少なくともリード端子およびその接合部を
炭化珪素、窒化珪素、サイアロン、および窒化アルミニ
ウムのうち一種からなるセラミック膜6により被覆すれ
ば良い。 【0026】(実験例)ここで、内部に抵抗発熱体3と
静電電極4を埋設した窒化アルミニウム質焼結体からな
る静電チャック1を試作し、上記各電極3,4に通電す
るためのリード端子5を窒化アルミニウム膜、炭化珪素
膜の2種類のセラミック膜6で被覆した本発明に係る静
電チャック1と、比較例としてリード端子5にアルミナ
膜を被覆した静電チャック1と、リード端子5にセラミ
ック膜6を被覆しない静電チャックを用意して耐久試験
を行った。 【0027】各試料の静電チャック1は、窒化アルミニ
ウム粉末にY2 3 を2重量%添加し、さらにバインダ
ーおよび溶媒を添加して泥漿を得たあと、ドクターブレ
ード法により複数枚のグリーンシートを形成した。この
うち2枚のグリーンシートに窒化アルミニウム粉末を2
重量%程度の範囲で添加したタングステンペーストを3
0μmの厚みでスクリーン印刷し、他のグリーンシート
で挟んで積層体としたあと切削加工を施して円板状体と
した。しかるのち、円板状体を窒素雰囲気中で1750
℃程度の焼成温度にて焼成することにより図1に示すよ
うな抵抗発熱体3と静電電極4を埋設した厚み5mm程
度の静電チャック1を形成した。なお、この静電チャッ
ク1の基体2を構成する窒化アルミニウム質焼結体の気
孔率は2.0%程度であった。 【0028】次に、上記静電チャック1の下面に抵抗発
熱体3と静電電極4にそれぞれ連通する直径3mm程度
の内孔Aを穿設し、モリブデン−マンガンを主成分とす
るペーストを塗布しフォーミングガス中1350℃の温
度で焼成することによりメタライズ層を形成し、上記内
孔Aに銀を含むロウ材Cを介してモリブデン製のリード
端子5を挿入したあと、真空雰囲気中1100℃程度の
温度で焼成することによりリード端子5を基体2に接合
した。 【0029】このようにして得た静電チャック1を4つ
用意し、このうち3つの静電チャック1の下面にCVD
装置を用いて膜厚0.015mm程度の窒化アルミニウ
ム膜、窒化珪素膜、およびアルミナ膜をそれぞれ被覆し
た。 【0030】そして、これらの静電チャック1の抵抗発
熱体3に電圧を印加して600℃程度に発熱させて大気
中に放置し、リード端子の抵抗値が変化するまでの時間
を測定した。 【0031】各々の結果は表1に示す通りである。 【0032】 【表1】 【0033】この結果より、リード端子5にセラミック
膜6を被覆していない静電チャック1は、10時間の使
用でリード端子5の抵抗値が変化し、50時間の使用で
リード端子5が脱落してしまった。 【0034】また、リード端子5にアルミナ膜を被覆し
た静電チャック1では、100時間に達する前にアルミ
ナ膜に亀裂が発生し、リード端子5の抵抗値が変化し
た。 【0035】これに対し、リード端子5を窒化アルミニ
ウム膜および窒化珪素膜で被覆した本発明に係る静電チ
ャック1は、1000時間の使用においてもセラミック
膜6に何ら異常がなくリード端子5の抵抗値に全く変化
がなかった。 【0036】次に、本発明に係る静電チャック1のう
ち、膜厚の異なる窒化アルミニウム膜6を被覆し、モリ
ブデン製リード端子5の抵抗値が変化するまでの耐久試
験を行った。 【0037】窒化アルミニウム膜6の膜厚およびその結
果は表2に示す通りである。 【0038】 【表2】 【0039】表2より判るように、試料No.1である
膜厚0.0008mmの窒化アルミニウム膜6を被覆し
たものでは25時間でリード端子5が酸化され抵抗値が
変化したが、試料No.2〜5のものでは、窒化アルミ
ニウム膜6の膜厚が0.001mm以上であるため、リ
ード端子5の抵抗値が変化するまでの時間を900時間
以上と、大幅に延ばすことができた。特に膜厚0.01
5mm以上の窒化アルミニウム膜6を被覆した試料N
o.3〜5では1000時間発熱させてもリード端子5
の抵抗値が変化することはなかった。 【0040】このことから、少なくとも窒化アルミニウ
ム膜6の膜厚を0.001μm以上、好ましくは0.0
15mm以上とすれば、長期間にわたってリード端子5
の酸化を防止できることが判る。 【0041】なお、上記実験では静電チャック1の下面
に被覆するセラミック膜6として窒化アルミニウム膜お
よび窒化珪素膜を用いたものを示したが、他の炭化珪素
膜およびサイアロン膜でも同様の結果が得られた。 【0042】 【発明の効果】以上のように、本発明は窒化アルミニウ
ム質焼結体からなる基体の内部に少なくとも抵抗発熱体
を備えるとともに、上記基体の下面に前記抵抗発熱体へ
通電するためのリード端子を備えてなるウエハ保持装置
において、少なくとも上記リード端子及びその接合部を
窒化珪素、炭化珪素、サイアロン、窒化アルミニウムの
うちいずれか一種のセラミック膜により被覆したことに
より、半導体ウエハや液晶用ガラス基板を加熱するため
にウエハ保持装置を発熱させたとしても、リード端子を
酸化させたり、ロウ材を腐食させることがない。その
為、リード端子の特性劣化を生じることなく長期間にわ
たり安定して発熱させることができるウエハ保持装置を
提供することができる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a susceptor or a susceptor for holding a wafer such as a semiconductor wafer or a liquid crystal glass substrate used in a manufacturing process of a semiconductor or a liquid crystal substrate. The present invention relates to a wafer holding device such as an electric chuck. 2. Description of the Related Art Conventionally, in a CVD apparatus for forming a thin film on a wafer such as a semiconductor wafer or a glass substrate for a liquid crystal during a manufacturing process of a semiconductor or a liquid crystal substrate, the wafer is held in a processing chamber. At the same time, a wafer holding device such as a susceptor or an electrostatic chuck having a built-in resistance heating element for heating a wafer to a temperature required for film formation has been used. For example, the susceptor has a resistance heating element 13 buried inside a disk-shaped aluminum nitride sintered body 12 as shown in FIG. Lead terminal 1 for energizing body 13
Some were equipped with five. The electrostatic chuck is a base 21 made of a disc-shaped aluminum nitride sintered body as shown in FIG.
In some cases, an electrostatic electrode 24 and a resistance heating element 23 are buried inside, and a lower surface of the base 21 is provided with a lead terminal 25 for supplying electricity to the electrodes 23 and 24. As shown in FIG. 6, the electrodes 13, 23, 24 and the lead terminals 15, 25 are joined by forming an inner hole A on the lower surface of the base 12, 22, A metallized layer B is formed on the surface of A, and lead terminals 15 and 25 made of a metal such as molybdenum or tungsten are joined by a brazing material C. However, in order to form a film on a wafer, a wafer holding device such as the susceptor 11 or the electrostatic chuck 21 must be heated to a temperature of 600 ° C. or more. , Lead terminals 15, 2 of electrodes 13, 23, 24 directly joined to bases 11, 21.
5 was heated to a high temperature in the atmosphere and oxidized. As a result, the resistance values of the lead terminals 15 and 25 change greatly, and it becomes impossible to heat the wafer holding device to a predetermined temperature. In addition, the lead terminals 15 and 25 are
The brazing material C to be bonded to the lead terminals 15 and 2 also reacts with oxygen in the air at a high temperature and corrodes.
There was also a problem that 5 dropped out. Therefore, it is conceivable to coat the lead terminals 15 and 25 and the joints thereof with Ni which is hardly oxidized. However, a Ni film has poor reliability and a wafer holding device having sufficient durability can be obtained. I didn't. In view of the above-mentioned problems, the present invention provides a resistance heating element inside a substrate made of an aluminum nitride sintered body, and the resistance heating element on a lower surface of the substrate. In a wafer holding device provided with a lead terminal for energizing to, a ring-shaped seal member is joined to the lower surface of the base so as to wrap the lead terminal,
The entire lower surface of the base including the lead terminals and the sealing member is coated with any one of ceramic films of silicon carbide, silicon nitride, sialon, and aluminum nitride. According to the present invention, at least the lead terminals and the joints thereof on the lower surface of the base are covered with a ceramic film having excellent oxidation resistance, so that the characteristics of the lead terminals are deteriorated and corrosion of the brazing material is caused. Can be prevented for a long period of time. Also, in the present invention, the use of any one of silicon carbide, silicon nitride, sialon, and aluminum nitride, which is close to the coefficient of thermal expansion of an aluminum nitride sintered body among ceramics, as a ceramic film, enables high temperature operation. Adhesion with the substrate can be improved. Therefore, even if the wafer holding device generates heat at a high temperature, oxygen in the atmosphere does not enter the ceramic film, and the ceramic film does not peel off. Particularly, when aluminum nitride is used as the ceramic film, the ceramic film is made of the same material as the aluminum nitride sintered body constituting the base, so that the reliability can be improved. In addition, when the wafer holding device is disposed inside a processing chamber such as a CVD device, the lead terminals and their joints are exposed to a halide gas. The lead terminals and brazing material are not eroded even in a gas atmosphere. Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a partially cutaway perspective view showing an electrostatic chuck 1 which is an example of a wafer holding device according to an embodiment of the present invention. The heating element 3 and the electrostatic electrode 4 are buried above the inside. Also, as shown in FIG. 2, an inner hole A communicating with the resistance heating element 3 and the electrostatic electrode 4 is formed on the lower surface of the base 2, and a surface of the inner hole A is molybdenum-free.
A metallized layer B made of a manganese alloy is laid, and a metal lead terminal 5 such as tungsten or molybdenum is joined via a brazing material C containing silver. The lead terminal 5 is provided on the lower surface of the base 2.
Ring-shaped sealing member 8 is joined so as to wrap
As shown in FIG. 3, a seal is provided between the seal member 8 and the processing chamber 9 of the film forming apparatus via an O-ring 10 or the like. The entire lower surface of the base 2 including the lead terminals 5 and the seal member 8 is covered with a ceramic film 6 made of one of silicon carbide, silicon nitride, sialon, and aluminum nitride. Lead wires 7 are respectively connected to the tips of the wires 5 so as to energize them. In order to form a film on a wafer 20 such as a semiconductor wafer or a glass substrate for liquid crystal using the electrostatic chuck 1, first, the wafer 20 is placed on the mounting surface 1 a and formed in the processing chamber 9. Supply membrane gas. By applying a voltage between the wafer 20 and the electrostatic electrode 4, a Coulomb force due to dielectric polarization or a Johnson-Rahbek force due to a small leakage current is generated, and the wafer 20 is placed on the mounting surface 1a.
The wafer 20 is heated and fixed to a predetermined temperature by energizing the resistance heating element 3 while adsorbing and fixing the wafer 2 thereon.
0 can form a thin film. Particularly, in the electrostatic chuck 1 according to the present invention, since the base 2 is formed of an aluminum nitride sintered body having a high thermal conductivity among ceramics, the electrostatic chuck 1 itself can generate heat in a short time. In addition, since the wafer 20 can be uniformly heated, a highly accurate thin film can be formed. At this time, the lower surface of the electrostatic chuck 1 is exposed to the atmosphere, and the electrostatic chuck 1 itself is
Since the heat is generated at a high temperature of 0 ° C. or more, the resistance heating element 3
And the lead material 5 for energizing the electrostatic electrode 4 is oxidized, and the brazing material C joining the lead terminals 5 reacts with oxygen in the atmosphere to corrode. The chuck 1 has excellent oxidation resistance over the entire lower surface of the base 2 including the lead terminals 5 and has a silicon carbide, silicon nitride, sialon, and aluminum nitride having a thermal expansion coefficient similar to that of the aluminum nitride sintered body forming the base 2. Are coated with the ceramic film 6 made of one of the above, the ceramic film 6 does not peel off even if the electrostatic chuck 1 generates heat at a high temperature. The lead terminals 5 can be prevented from falling off due to corrosion. However, in order to completely prevent the oxidation of the lead terminals 5 and the corrosion of the brazing material C, the thickness of the ceramic film 6 to be coated is desirably 0.001 mm or more. This is because the thickness of the ceramic film 6 is 0.00
If the thickness is less than 1 mm, the thickness of the ceramic film 6 is too thin, so that it is difficult to sufficiently prevent the oxidation of the lead terminals 5 and the corrosion of the brazing material C. If the thickness of the ceramic film 6 is set to be larger than 1.0 mm, it takes a long time to form the film, and the work efficiency is deteriorated. Therefore, the optimum thickness range of the ceramic film 6 is 0.001 to 1.0 mm, preferably 0.01 to 1.0 mm.
What is necessary is just to make it the range of 5-1.0 mm. On the other hand, in order to manufacture the electrostatic chuck 1 shown in FIG. 1, first, tungsten, molybdenum, titanium carbide,
A green sheet made of aluminum nitride coated with a conductive metal such as titanium nitride or tungsten carbide is laminated in two layers, and a green sheet made of aluminum nitride is laid on the outermost layer to form a laminate. At this time, a small amount of aluminum nitride powder may be added to the conductive metal applied on the green sheet in order to minimize the difference in thermal expansion from the green sheet forming the base 2 and increase the adhesion. Then, after the obtained laminate is subjected to a cutting process to obtain a disc-shaped body, the laminate is subjected to 1600 to 19 in a non-oxidizing atmosphere.
By firing at a temperature of 50 ° C., the base 2 in which the resistance heating element 3 and the electrostatic electrode 4 are embedded is formed. Next, in order to join the lead terminal 5 to the resistance heating element 3 and the electrostatic electrode 4 embedded in the base 2, an inner hole A is formed in the surface of the base 2, and molybdenum is formed in the inner hole A. -1200-150 by applying paste such as manganese alloy
The metallized layer B is formed by baking in a temperature range of 0 ° C., the lead terminal 5 is inserted into the inner hole A on which the metallized layer B is formed, and joined with the brazing material C. Around the lead terminal 5, a ring-shaped sealing member 8 made of tungsten is joined to the lower surface of the base 2 via a brazing material C. In addition, as the material of the lead terminal 5, it is preferable to use a material made of a metal such as tungsten or molybdenum from the viewpoint of enhancing the adhesion to the base 2. As the brazing material C, silver having excellent heat resistance is used. It is good to use the brazing material C containing. Thereafter, the entire lower surface of the substrate 2 including the lead terminals 5 and the sealing member 8 is formed to a thickness of 0.001 to 1 mm by a thin film forming means such as a PVD method such as sputtering or ion plating or a CVD method. The electrostatic chuck 1 shown in FIG. 1 can be obtained by coating the ceramic film 6 made of one of silicon carbide, silicon nitride, sialon, and aluminum nitride. In the above embodiment, the entire lower surface of the electrostatic chuck 1 is covered with the ceramic film 6, but it is sufficient if at least the lead terminals 5 and their joints are covered with the ceramic film 6. Although only the electrostatic chuck 1 has been described in the above embodiment, at least a lead terminal and a joint thereof are formed of silicon carbide, silicon nitride, sialon, and aluminum nitride for a susceptor having a resistance heating element embedded therein. What is necessary is just to cover with the ceramic film 6 which consists of one kind. (Experimental Example) Here, a prototype of an electrostatic chuck 1 made of an aluminum nitride sintered body having a resistance heating element 3 and an electrostatic electrode 4 embedded therein was manufactured. An electrostatic chuck 1 according to the present invention in which the lead terminals 5 of the present invention are coated with two types of ceramic films 6 of an aluminum nitride film and a silicon carbide film, and an electrostatic chuck 1 in which the lead terminals 5 are coated with an alumina film as a comparative example. An endurance test was performed by preparing an electrostatic chuck in which the lead terminal 5 was not covered with the ceramic film 6. The electrostatic chuck 1 of each sample was prepared by adding Y 2 O 3 to aluminum nitride powder in an amount of 2% by weight, further adding a binder and a solvent to obtain a slurry, and then forming a plurality of green sheets by a doctor blade method. Was formed. Aluminum nitride powder was added to two green sheets.
3% of tungsten paste added in the range of about
Screen printing was performed at a thickness of 0 μm, and a laminate was sandwiched by other green sheets, and then subjected to cutting to form a disc. Thereafter, the disk-shaped body is placed in a nitrogen atmosphere at 1750.
By firing at a firing temperature of about ° C., an electrostatic chuck 1 having a thickness of about 5 mm in which the resistance heating element 3 and the electrostatic electrode 4 were embedded as shown in FIG. 1 was formed. The porosity of the aluminum nitride sintered body constituting the base 2 of the electrostatic chuck 1 was about 2.0%. Next, an inner hole A having a diameter of about 3 mm communicating with the resistance heating element 3 and the electrostatic electrode 4 is formed on the lower surface of the electrostatic chuck 1, and a paste containing molybdenum-manganese as a main component is applied. Then, a metallized layer is formed by baking at a temperature of 1350 ° C. in a forming gas, and a lead terminal 5 made of molybdenum is inserted into the inner hole A via a brazing material C containing silver. The lead terminal 5 was joined to the base 2 by firing at the temperature of (2). Four electrostatic chucks 1 obtained as described above are prepared, and three of the electrostatic chucks 1
Using an apparatus, an aluminum nitride film, a silicon nitride film, and an alumina film having a thickness of about 0.015 mm were respectively coated. Then, a voltage was applied to the resistance heating element 3 of the electrostatic chuck 1 to generate heat at about 600 ° C., left in the air, and the time until the resistance value of the lead terminal changed was measured. The results are as shown in Table 1. [Table 1] According to the results, in the electrostatic chuck 1 in which the ceramic film 6 is not coated on the lead terminal 5, the resistance value of the lead terminal 5 changes after 10 hours of use, and the lead terminal 5 falls off after 50 hours of use. have done. In the electrostatic chuck 1 in which the lead terminal 5 was coated with an alumina film, the alumina film cracked before 100 hours had elapsed, and the resistance value of the lead terminal 5 changed. On the other hand, in the electrostatic chuck 1 according to the present invention in which the lead terminal 5 is covered with the aluminum nitride film and the silicon nitride film, the ceramic film 6 has no abnormality even after 1000 hours of use, and the resistance of the lead terminal 5 There was no change in the values. Next, of the electrostatic chuck 1 according to the present invention, an aluminum nitride film 6 having a different thickness was covered, and a durability test was performed until the resistance value of the lead terminal 5 made of molybdenum changed. The thickness of the aluminum nitride film 6 and the results are as shown in Table 2. [Table 2] As can be seen from Table 2, Sample No. In the case of coating the aluminum nitride film 6 having a thickness of 0.0008 mm, which is 1, the lead terminal 5 was oxidized and the resistance value changed in 25 hours. In Examples 2 to 5, since the thickness of the aluminum nitride film 6 was 0.001 mm or more, the time required for the resistance value of the lead terminal 5 to change was significantly increased to 900 hours or more. Especially 0.01
Sample N coated with aluminum nitride film 6 of 5 mm or more
o. In the case of 3 to 5, even if heat is generated for 1000 hours, the lead terminal 5
Did not change. Therefore, at least the thickness of the aluminum nitride film 6 is set to 0.001 μm or more, preferably 0.01 μm or more.
If it is 15 mm or more, the lead terminals 5
It can be seen that the oxidation of can be prevented. In the above experiment, an aluminum nitride film and a silicon nitride film were used as the ceramic film 6 covering the lower surface of the electrostatic chuck 1. However, similar results were obtained with other silicon carbide films and sialon films. Obtained. As described above, the present invention provides at least a resistance heating element inside a substrate made of an aluminum nitride sintered body, and a method for supplying electricity to the resistance heating element on the lower surface of the substrate. In a wafer holding device provided with a lead terminal, at least the lead terminal and a joint thereof are covered with a ceramic film of any one of silicon nitride, silicon carbide, sialon, and aluminum nitride, so that a semiconductor wafer or a liquid crystal glass Even if the wafer holding device is heated to heat the substrate, it does not oxidize the lead terminals or corrode the brazing material. Therefore, it is possible to provide a wafer holding device that can stably generate heat for a long period of time without deteriorating the characteristics of the lead terminals.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明に係るウエハ保持装置の一例である静電
チャックを示す一部を破断した斜視図である。 【図2】図1のリード端子接合部近傍を示す拡大断面図
である。 【図3】図1の静電チャックを成膜装置の処理室内に配
置した時の一状態を示す断面図である。 【図4】従来のウエハ保持装置であるサセプタを示す一
部を破断した斜視図である。 【図5】従来のウエハ保持装置である静電チャックを示
す一部を破断した斜視図である。 【図6】図3および図4のリード端子接合部近傍を示す
拡大断面図である。 【符号の説明】 1 静電チャック 2 基体 3 抵抗発熱体 4 静電電極 5 リード端子 6 セラミック膜
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a partially broken perspective view showing an electrostatic chuck which is an example of a wafer holding device according to the present invention. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing the vicinity of a lead terminal joint of FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view showing one state when the electrostatic chuck of FIG. 1 is disposed in a processing chamber of a film forming apparatus. FIG. 4 is a partially broken perspective view showing a susceptor as a conventional wafer holding device. FIG. 5 is a partially broken perspective view showing an electrostatic chuck which is a conventional wafer holding device. FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view showing the vicinity of a lead terminal joint of FIGS. 3 and 4; [Description of Signs] 1 electrostatic chuck 2 base 3 resistance heating element 4 electrostatic electrode 5 lead terminal 6 ceramic film

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/205 C23C 14/50 H01L 21/68 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/205 C23C 14/50 H01L 21/68

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】半導体ウエハや液晶用ガラス基板などのウ
エハを保持するためのものであって、基体が窒化アルミ
ニウム質焼結体からなり、その内部に抵抗発熱体を備え
るとともに、上記基体の下面には前記抵抗発熱体へ通電
するためのリード端子を具備してなるウエハ保持装置に
おいて、上記基体の下面には上記リード端子を包むよう
にリング状のシール部材を接合し、上記リード端子およ
シール部材を含む基体の下面全体に炭化珪素、窒化珪
素、サイアロン、窒化アルミニウムのうちいずれか一種
からなるセラミック膜を被覆したことを特徴とするウエ
ハ保持装置。
(57) [Claim 1] For holding a wafer such as a semiconductor wafer or a glass substrate for liquid crystal, the base is made of an aluminum nitride sintered body, and a resistance heat is generated inside the sintered body. A wafer holding device having a body and a lead terminal on the lower surface of the base for supplying electricity to the resistance heating element, wherein the lead terminal is wrapped on the lower surface of the base.
And a ceramic film made of any one of silicon carbide, silicon nitride, sialon, and aluminum nitride is coated on the entire lower surface of the base including the lead terminals and the seal member. Wafer holding device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3771686B2 (en) * 1997-08-29 2006-04-26 京セラ株式会社 Wafer support member
JP4013386B2 (en) * 1998-03-02 2007-11-28 住友電気工業株式会社 Support for manufacturing semiconductor and method for manufacturing the same
JP3729785B2 (en) 2000-04-14 2005-12-21 イビデン株式会社 Ceramic heater
JP4502462B2 (en) * 2000-05-31 2010-07-14 京セラ株式会社 Wafer support member and manufacturing method thereof
JP2006179897A (en) * 2001-09-11 2006-07-06 Sumitomo Electric Ind Ltd Workpiece holder, susceptor for semiconductor manufacturing apparatus, and processing apparatus
JP2006313919A (en) * 2001-09-11 2006-11-16 Sumitomo Electric Ind Ltd Processed object retainer, susceptor for semiconductor manufacturing apparatus, and processor
JP2006114250A (en) * 2004-10-12 2006-04-27 Toshiba Ceramics Co Ltd Power supply terminal installation structure of metal member embedding ceramic substrate
JP2006290662A (en) * 2005-04-08 2006-10-26 Tokyo Univ Of Agriculture & Technology Method and apparatus for producing aluminum-based group iii nitride crystal
JP4936277B2 (en) * 2006-07-13 2012-05-23 国立大学法人東京農工大学 Method for producing aluminum group III nitride crystal
KR102255787B1 (en) * 2014-08-29 2021-05-27 세메스 주식회사 Substrate treating apparatus and supporting unit manufacturing method
KR102330379B1 (en) * 2014-11-03 2021-11-24 세메스 주식회사 Substrate treating apparatus and supporting unit manufacturing method
JP6903512B2 (en) * 2017-07-28 2021-07-14 日本特殊陶業株式会社 Joined body
KR102300756B1 (en) * 2017-11-21 2021-09-10 와틀로 일렉트릭 매뉴팩츄어링 컴파니 Ceramic pedestal with atomic protective layer
WO2020196629A1 (en) * 2019-03-28 2020-10-01 京セラ株式会社 Substrate structure and wafer mounting device
WO2023027525A1 (en) * 2021-08-27 2023-03-02 주식회사 미코세라믹스 Ceramic susceptor
KR102488086B1 (en) * 2022-06-17 2023-01-13 주식회사 제스코 Electrostatic chuck

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