JP4654153B2 - 加熱素子 - Google Patents
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Description
さらに、カーボン製の給電端子部をアセンブリによって組み上げた後に保護層を形成する方法が提案されている(特許文献1、6等参照)。
さらに、ハロゲン系エッチングガスを用いる等のホウ化物を腐食する環境で使用される場合、最表層がホウ化物では、耐性が乏しく、腐食され、短寿命となるという欠点があった。
このように、ヒーターパターンを有する導電層上に形成された保護層上に、少なくとも酸素量が量論比以下である酸化物である耐食層を有するものであることにより、高温・腐食性ガス環境下でも、導電層、特に給電端子部の腐食による劣化を回避できる長寿命の加熱素子となる。
このように、耐熱性基材のヒーターパターンが形成された面と反対側の面上に、被加熱物を保持する静電チャックパターンが形成され、該静電チャックパターン上に保護層と耐食層が形成されたものであれば、より効果的に高いチャック性能を発揮することができるので、被加熱体を保持しつつ効率よく加熱できるとともに高精度で位置を設定することができ、イオンインプラ、プラズマエッチング、スパッタリング等の被加熱体の位置精度が要求される場合に、より正確に所望の加熱プロセスを行うことができる。
このように、前記酸化物は、アルミニウムの酸化物、イットリウムの酸化物、シリコンの酸化物のいずれか、またはこれらを組み合わせたものであることにより、ハロゲン系エッチングガスや酸素等の腐食環境においても安定して使用することができる。
このように、前記酸化物の酸素の量論比を1とした場合に、前記酸素量が0.6〜1未満であることにより、前記耐食層は、十分な強度および静電チャック性能を有する。
このように、前記耐食層は、CVD法、溶射法、反応性スパッタ法、ゾルゲル法のいずれか、または、これらを組み合わせた方法により形成されたものとすることにより、低コストで耐食性の高い耐食層を形成することができる。
このように、前記耐食層は、還元性ガスを含んだ雰囲気により処理されたものであれば、酸素量が量論比以下である酸化物である耐食層とすることができる。
このように、前記耐食層は、最表面の表面粗さがRaで1μm以下であることにより、最表面の表面粗さが十分に小さいものとなるため、被加熱物との接触面積が大きくなり、被加熱物を傷つけることなく安定に前記耐食層上に吸着保持することができる。
このように、前記耐食層は、最表面の抵抗率が108〜1013Ω・cm(室温)であることにより、静電チャックとして使用する場合に高いチャック性能を有し、リーク電流もない加熱素子とできる。
このように、前記耐食層は、最表面のビッカース硬度が1GPa以上8GPa以下であることにより、最表面の硬度が十分に小さいため被加熱物を傷つけることなく、磨耗しない程度の十分な硬度であるため、安定してウェーハを前記耐食層上に載置あるいは吸着することができる。
このように、保護層の材質が、窒化ホウ素、熱分解窒化ホウ素、窒化珪素、CVD窒化珪素、窒化アルミニウム、CVD窒化アルミニウムのいずれか、またはこれらを組み合せたものとすれば、高い絶縁性で導電層を保護でき、また、高温での使用による剥離や不純物の飛散がなく高純度が要求される加熱プロセスにも低コストで対応できる保護層となる。
このように、導電層の材質が、熱分解炭素またはグラッシーカーボンであれば、高温まで加熱可能となり、加工も容易なためヒーターパターンを蛇行パターンとして、その幅や厚さ等を変えることにより、任意の温度傾斜をつけたり、熱環境に応じた発熱分布をもたせて均熱化したりすることも容易となる。
また、前記耐熱性基材は、一体物であって、複数の部品を組み合わせてアセンブリしたものではないので、コンパクトで製造コストが低い上、該耐熱性基材に形成された層は、使用によってクラックが入り難く長寿命である。
さらに、前記導電層は、上記のようにヒーターパターンと導電路と給電端子とが形成され、該ヒーターパターンと該導電路の表面が保護層および耐食層で覆われ、一体的に形成されてなるものであるので、コンパクトで製造コストが低い上、該保護層は、使用によってクラックが入り難くなり長寿命となる。
このように、耐熱性基材の材質がグラファイトであれば、材料が安価で複雑な形状でも加工が容易であるため、製造コストをさらに低くできる上、耐熱性も大きい。
このように誘電体層の材質が、窒化ホウ素、熱分解窒化ホウ素、窒化珪素、CVD窒化珪素、窒化アルミニウム、CVD窒化アルミニウムのいずれか、または、これらを組み合せたものであれば、絶縁性が高く、高温での使用による不純物の飛散がなく高純度が要求される加熱プロセスにも対応できる。
このように棒状部の長さを、10〜200mmとすることにより、端子部と加熱部が十分な距離をとることができるので、端子部を十分に低温化させることができ、より効果的に端子部の消耗を防ぐことができる。
このように、前記板状部の前記棒状部が突出する側の面にヒーターパターンが形成され、該板状部の反対側の面に被加熱物を保持する静電チャックパターンが形成されたものであれば、被加熱体を保持しつつ加熱することができるので効率よく加熱できるとともに高精度で位置を設定することができ、イオンインプラ、プラズマエッチング、スパッタリング等の被加熱体の位置精度が要求される場合に、より正確に所望の加熱プロセスを行うことができる。さらに、上記のように端子部の劣化も防止される利点も合わせもつ。
また、静電チャックとして用いる場合には、抵抗率を低いものとすることができ、高いチャック性能を発揮することができるとともに、被加熱物に傷を付けにくいものとできる。
さらに、加熱部と給電端子部が、棒状部に導電路が形成された導電部によって隔てられたものとすれば、給電端子部が低温化してプロセス中の高温ガスによって消耗し難くなりより長寿命となる。
そのため、イットリア、窒化アルミといった腐食に強い膜を施したが、これを静電チャックとして使用しようとした場合、その抵抗率が高すぎて十分なチャック力が得られず、残留電荷による脱離不良、または、静電吸着物とのこすれによる磨耗現象で静電吸着物を傷つける等の問題があった。
しかし、上記のように、前記の酸素量が量論比以下である酸化物である耐食層4pを有する加熱素子を静電チャックとして用いる場合には、酸素量を調整することにより抵抗率を調整でき、特に酸素量を量論比とする場合にくらべて抵抗率を低いものとすることができ、ジョンソンラーベック力の高い静電チャック性能を発揮することができる。また、耐食層の硬度も低下させることができ、ウェーハを傷つけにくくすることができる。
また、耐食層4pは、1層のみの場合に限られず、複数層からなるものとすることによって、耐食性および静電チャック機能がさらに高いものとすることができる。
例えば、CVD法によりイットリア層の形成を行う場合には、ガス原料としては、適当な蒸気圧、昇華圧をもつ化合物を用いればよく、例えば、イットリウム2−エチルヘキサノアート、イットリウムジピバロイルメタナート等をアルゴン、窒素等でキャリアーし、酸素水素火炎を用いて大気下で酸化膜を製膜したり、基板を500℃に加熱して、酸素含有雰囲気下で昇華ガスを吹きつけてもよい。
還元性ガスを含んだ雰囲気による処理は、前記CVD法、溶射法、反応性スパッタ法、ゾルゲル法等によって耐食層を形成する際に、還元性ガスを含んだ雰囲気を導入することによって行うことができる。
また、還元性ガスによる処理は、耐食層の形成後に、還元雰囲気で熱処理することによって行うことも可能である。この熱処理の際に、耐食層の酸化物を構成する元素(金属)、あるいは、酸素数の少ない同種の化合物面を接触または隣接させた状態で行うと、より効果的に還元することができる。
これらの表面粗さ、抵抗率、硬度は、酸化物の酸素量を調整することにより制御できる。
また、前記耐熱性基材1は、一体物であって、複数の部品を組み合わせてアセンブリしたものではないので、コンパクトで製造コストが低い上、該耐熱性基材1に形成された層は、使用によってクラックが入り難く長寿命である。
さらに、前記導電層3は、上記のようにヒーターパターン3aと導電路3bと給電端子3cとが形成され、該ヒーターパターン3aと該導電路3bの表面が保護層4で覆われ、一体的に形成されてなるものであるので、コンパクトで製造コストが低い上、該保護層4は、使用によってクラックが入り難くなり長寿命となる。
静電チャックとして用いる場合には、抵抗率を所望の値にすることができ、高いチャック性能を発揮することができる。また、保持されたウェーハに傷や破損も生じにくい。
さらに、加熱部10aと給電端子部10cとが、棒状部1bに導電路3bが形成された導電部10bによって隔てられるものとすれば、給電端子部10cが低温化してプロセス中の高温ガスによって消耗し難くなり長寿命となる。
(実施例1)
図1(D)(E)のような、厚さ10mm外径250mmの板状部1aの片面の中央から、直径30mm長さ100mmの棒状部1bと、該棒状部1bの板状部1aとは反対側に直径60mm厚さ10mmの小さい円板で電源端子5に接続できる4つの直径6mmの穴を形成した先端部1cとが形成された一体物でカーボン製の耐熱性基材1を用意した。
また、シリコンウエーハを載せて500Vの電圧をかけたところ良好に吸着する事ができた。これを1万回繰り返したが、チャック面の磨耗はわずかに観察される程度で、シリコンウエーハへの傷つけもなかった。これにより、耐食層の抵抗率は低く、硬度は小さくなり、高いチャック性能を発揮できることが確認された。
ここにCF4を導入し1x10−2Paとしたが200時間置いても変化無く加熱できた。これにより、高温・腐食性ガス環境下においても、導電層、特に給電端子部の腐食による劣化を回避できることが確認された。
図2(C)(D)のような、厚さ10mm外径250mmの板状部1aの片面の両端部、2箇所に一対の直径20mm長さ50mmの棒状部1bと、該棒状部1bの板状部1aとは反対側にM10の深さ10mmメスネジ穴が形成されて電気的接続をネジにより行えるようにした先端部1cとが形成された一体物でカーボン製の耐熱性基材1を形成した。
また、シリコンウエーハを載せて500Vの電圧をかけたところ良好に吸着する事ができた。これを1万回繰り返したが、チャック面の磨耗はわずかに観察される程度で、シリコンウエーハへの傷つけもなかった。これにより、耐食層の抵抗率は低く、硬度は小さくなり、高いチャック性能を発揮できることが確認された。
ここにCF4を導入し1x10−2Paとしたが200時間置いても変化無く加熱できた。これにより、高温・腐食性ガス環境下においても、導電層、特に給電端子部の腐食による劣化を回避できることが確認された。
実施例2と同様に保護層4の形成まで行った基材の上に、熱CVD法によって、耐食層4pを形成するためにイットリウム錯体を250℃で昇華させ、ここに水素を入れず0.5L/minの窒素のみキャリアーガスとして用い、イットリウム錯体の昇華ガスを吹きつけ、大気中で500℃に加熱して、2時間で10μmのイットリア層を耐食層4pとして形成した。この際、このイットリア層は、量論比がY:O=2:3であるのに対して、2:3と酸素が欠乏していなかった。
また、シリコンウエーハを載せて500Vの電圧をかけたところ良好に吸着する事ができた。これを1万回繰り返したが、チャック面の磨耗はわずかに観察される程度で、シリコンウエーハへの傷つけもなかった。これにより、耐食層の抵抗率は低く、硬度は小さくなり、高いチャック性能を発揮できることが確認された。
ここにCF4を導入し1x10−2Paとしたが200時間置いても変化無く加熱できた。これにより、高温・腐食性ガス環境下においても、導電層、特に給電端子部の腐食による劣化を回避できることが確認された。
図4(C)(D)のように、厚さ10mm外径250mmの板状の基材21の表面の両端部に、M10の深さ10mmメスネジ穴が形成されて電気的接続をネジにより行えるようにした一体物でカーボン製の耐熱性基材21を形成した。M10のネジ部は0.4mm大き目にしておき、後に電気的接続をネジにより行えるようにした。
また、シリコンウエーハを載せて500Vの電圧をかけたところ吸着不足で位置ずれ不良が時々発生した。これを1万回繰り返したが、チャック面の磨耗はなかったが、シリコンウエーハへの傷つけがひどかった。
例えば、実施例では、酸素量が量論比以下である酸化物である耐食層としてイットリア、アルミナを例に挙げたが、これらに限られず、酸化シリコンであっても同様の効果が得られる。
3…導電層、 3a…ヒーターパターン、 3b…導電路、 3c…給電端子、
4…保護層、 4p…耐食層、 5…電源端子、 6…静電チャックパターン、
10…加熱素子、 10a…加熱部、 10b…導電部、 10c…給電端子部。
Claims (14)
- 少なくとも、耐熱性の基材と、該耐熱性基材上に形成されたヒーターパターンを有する導電層と、該導電層上に形成された絶縁性の保護層とを有する加熱素子であって、少なくとも前記保護層の上に酸素量が量論比以下である酸化物である耐食層を有し、前記酸化物の酸素の量論比を1とした場合に、前記酸素量が0.6〜1未満であり、
前記耐熱性基材は、少なくとも、ヒーターパターンが形成される板状部と、該板状部の片面から突出する導電路が形成される棒状部と、該棒状部の前記板状部とは反対端に位置し給電端子が形成される先端部とが形成された一体物であり、該耐熱性基材の表面に絶縁性の誘電体層が形成され、前記導電層は、該誘電体層上に形成され、前記保護層は、前記ヒーターパターンと前記導電路の表面を覆う一体的に形成されてなるものであることを特徴とする加熱素子。 - 前記耐熱性基材のヒーターパターンが形成された面と反対側の面上に、被加熱物を保持する静電チャックパターンが形成され、該静電チャックパターン上に前記保護層および前記耐食層が形成されたものであることを特徴とする請求項1に記載の加熱素子。
- 前記酸化物は、アルミニウムの酸化物、イットリウムの酸化物、シリコンの酸化物のいずれか、またはこれらを組み合わせたものであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の加熱素子。
- 前記耐食層は、CVD法、溶射法、反応性スパッタ法、ゾルゲル法のいずれか、または、これらを組み合わせた方法により形成されたものであることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の加熱素子。
- 前記耐食層は、還元性ガスを含んだ雰囲気により処理されたものであることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の加熱素子。
- 前記耐食層は、最表面の表面粗さがRaで1μm以下であることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載の加熱素子。
- 前記耐食層は、最表面の抵抗率が108〜1013Ω・cm(室温)であることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載の加熱素子。
- 前記耐食層は、最表面のビッカース硬度が1GPa以上8GPa以下であることを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか一項に記載の加熱素子。
- 前記保護層の材質が、窒化ホウ素、熱分解窒化ホウ素、窒化珪素、CVD窒化珪素、窒化アルミニウム、CVD窒化アルミニウムのいずれか、またはこれらを組み合せたものであることを特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれか一項に記載の加熱素子。
- 前記導電層の材質が、熱分解炭素またはグラッシーカーボンであることを特徴とする請求項1ないし請求項9のいずれか一項に記載の加熱素子。
- 前記耐熱性基材の材質が、グラファイトであることを特徴とする請求項1ないし請求項10のいずれか一項に記載の加熱素子。
- 前記誘電体層の材質が、窒化ホウ素、熱分解窒化ホウ素、窒化珪素、CVD窒化珪素、窒化アルミニウム、CVD窒化アルミニウムのいずれか、またはこれらを組み合せたものであることを特徴とする請求項1ないし請求項11のいずれか一項に記載の加熱素子。
- 前記棒状部の長さが、10〜200mmであることを特徴とする請求項1ないし請求項12のいずれか一項に記載の加熱素子。
- 前記板状部の前記棒状部が突出する側の面にヒーターパターンが形成され、該板状部の反対側の面に被加熱物を保持する静電チャックパターンが形成されたものであることを特徴とする請求項1ないし請求項13のいずれか一項に記載の加熱素子。
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JP2015095409A (ja) * | 2013-11-13 | 2015-05-18 | 東京エレクトロン株式会社 | 載置台及びプラズマ処理装置 |
BR112016011045B1 (pt) * | 2013-12-30 | 2021-05-18 | Halliburton Energy Services, Inc | método para fabricar um elemento computacional integrado e sistema para fabricar um elemento computacional integrado |
US10934633B2 (en) * | 2014-02-21 | 2021-03-02 | Momentive Performance Materials Inc. | Multi-zone variable power density heater apparatus containing and methods of using the same |
KR101829227B1 (ko) * | 2016-02-12 | 2018-02-14 | 이지스코 주식회사 | 정전 플레이트의 구조가 개선된 정전척 |
KR101775135B1 (ko) * | 2016-06-01 | 2017-09-26 | (주)브이앤아이솔루션 | 정전척의 제조방법 |
KR101797927B1 (ko) * | 2016-06-01 | 2017-11-15 | (주)브이앤아이솔루션 | 정전척 |
KR101694754B1 (ko) * | 2016-09-08 | 2017-01-11 | (주)브이앤아이솔루션 | 정전척 및 그 제조방법 |
JP6837806B2 (ja) * | 2016-10-31 | 2021-03-03 | 信越化学工業株式会社 | 加熱素子 |
JP7239935B2 (ja) * | 2017-09-01 | 2023-03-15 | 学校法人 芝浦工業大学 | 部品および半導体製造装置 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0661335A (ja) * | 1992-08-04 | 1994-03-04 | Ulvac Japan Ltd | 半導体製造装置用の基板保持プレート |
JPH08264550A (ja) * | 1995-03-20 | 1996-10-11 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 静電吸着機能を有するウエハ加熱装置 |
JPH10242252A (ja) * | 1997-02-28 | 1998-09-11 | Kyocera Corp | ウエハ加熱装置 |
JP2002246451A (ja) * | 2000-12-11 | 2002-08-30 | Advance Ceramics Internatl Corp | 静電チャック |
JP2004211166A (ja) * | 2003-01-06 | 2004-07-29 | Nhk Spring Co Ltd | 溶射被膜およびその製造方法 |
JP2005057214A (ja) * | 2003-08-07 | 2005-03-03 | Taiheiyo Cement Corp | 静電チャック及びその製造方法 |
JP2007073492A (ja) * | 2005-08-09 | 2007-03-22 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 加熱素子 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5155652A (en) | 1991-05-02 | 1992-10-13 | International Business Machines Corporation | Temperature cycling ceramic electrostatic chuck |
JP3155792B2 (ja) | 1991-11-01 | 2001-04-16 | 電気化学工業株式会社 | ホットプレート |
US5343022A (en) | 1992-09-29 | 1994-08-30 | Advanced Ceramics Corporation | Pyrolytic boron nitride heating unit |
DE69318515T2 (de) | 1992-11-20 | 1999-01-07 | Nisshin Steel Co Ltd | Eisen-Basis-Legierung mit hoher Oxidationsbeständigkeit bei erhöhten temperaturen und Verfahren zur Herstellung deselben |
DE69405336T2 (de) | 1993-07-30 | 1998-01-08 | Oddone Vanzini | Mechanisches Getriebe für Antriebsräder, insbesondere für fahrbare Arbeitmaschine |
JPH11354260A (ja) | 1998-06-11 | 1999-12-24 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 複層セラミックスヒータ |
US6678143B2 (en) | 2000-12-11 | 2004-01-13 | General Electric Company | Electrostatic chuck and method of manufacturing the same |
JP3582518B2 (ja) | 2001-04-18 | 2004-10-27 | 住友電気工業株式会社 | 抵抗発熱体回路パターンとそれを用いた基板処理装置 |
JP2004087206A (ja) * | 2002-08-23 | 2004-03-18 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 面状セラミックスヒーター |
JP2006517740A (ja) | 2003-01-17 | 2006-07-27 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | ウェーハ加工装置及びその製造方法 |
US7029536B2 (en) | 2003-03-17 | 2006-04-18 | Tokyo Electron Limited | Processing system and method for treating a substrate |
US7079760B2 (en) | 2003-03-17 | 2006-07-18 | Tokyo Electron Limited | Processing system and method for thermally treating a substrate |
TWM267790U (en) | 2004-09-08 | 2005-06-11 | Cheng-Ping Lin | Thin-film heating element having automatic temperature control |
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0661335A (ja) * | 1992-08-04 | 1994-03-04 | Ulvac Japan Ltd | 半導体製造装置用の基板保持プレート |
JPH08264550A (ja) * | 1995-03-20 | 1996-10-11 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 静電吸着機能を有するウエハ加熱装置 |
JPH10242252A (ja) * | 1997-02-28 | 1998-09-11 | Kyocera Corp | ウエハ加熱装置 |
JP2002246451A (ja) * | 2000-12-11 | 2002-08-30 | Advance Ceramics Internatl Corp | 静電チャック |
JP2004211166A (ja) * | 2003-01-06 | 2004-07-29 | Nhk Spring Co Ltd | 溶射被膜およびその製造方法 |
JP2005057214A (ja) * | 2003-08-07 | 2005-03-03 | Taiheiyo Cement Corp | 静電チャック及びその製造方法 |
JP2007073492A (ja) * | 2005-08-09 | 2007-03-22 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 加熱素子 |
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