JP6618409B2 - 基板保持装置及びその製造方法 - Google Patents
基板保持装置及びその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6618409B2 JP6618409B2 JP2016071305A JP2016071305A JP6618409B2 JP 6618409 B2 JP6618409 B2 JP 6618409B2 JP 2016071305 A JP2016071305 A JP 2016071305A JP 2016071305 A JP2016071305 A JP 2016071305A JP 6618409 B2 JP6618409 B2 JP 6618409B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- base material
- region
- groove
- flange portion
- outer peripheral
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims description 45
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 81
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 52
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 33
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 claims description 28
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 9
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 description 23
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 14
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 14
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 11
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 8
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 7
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 6
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 6
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 5
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 4
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 4
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 4
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 3
- PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N Aluminum nitride Chemical compound [Al]#N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 3
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N yttrium(III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Y+3].[Y+3] RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 2
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 2
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
Description
本発明は、半導体ウエハなどの基板を基材に保持する基板保持装置及びその製造方法に関する。
従来から、基板を保持するために、セラミックスからなり上面に基板を支持する基材と、セラミックスからなりフランジ部を上部に有する中空のシャフトとを備える基板保持装置が用いられている。
従来は、一般的に、基材の下面は水平面であり、この水平面とフランジ部の上面とを当接させた状態で、ホットプレス法などによって、基材とシャフトを接合している。
また、特許文献１には、基材の下面の中央部に周辺部より厚さが厚くなるように下方に突出した突出部（凸状部）を設け、この突出部の下面と接合される上面を有するフランジ部をシャフトの上部に設けることが開示されている。そして、突出部の外周側面とフランジ部の外周側面とにより連続的な面を構成することによって、基材とフランジ部との接合部における温度勾配が小さくなり、熱応力集中が緩和されるので、接合部にクラックが生じるおそれが低減されるとしている。基材とシャフトとはホットプレス法で接合してもよいとされている。
しかしながら、上記従来の一般的な技術においては、基材の下面とフランジ部の角部とは直角をなすので、この部分に熱応力が集中する。そのため、接合部にチッピングやマイクロクラックなどが生じ、パーティクルが発生するおそれが高い。
また、ホットプレス法で接合する場合には、接合面である突出部の下面とフランジ部の上面とを研磨して鏡面仕上げする必要がある。しかしながら、上記特許文献１の開示された技術では、基材の突出部の周辺部分の下面は、突出部が邪魔となって良好に研磨することが困難であるので、表面粗さが粗くなりやすい。そのため、この周辺部分の下面からヒータを構成する素材のパーティクルが発生するおそれが高い。また、表面粗さが大きいほうが製膜時に生成するパーティクルを吸着しやすくなる場合はあるが、パーティクルの再飛散の原因になり得る。
これらのようにパーティクルが発生すると、基材の上面に付着して、この上面に保持される基板が傾斜する、凹凸になるなどの悪影響が生じる。
そこで、本発明は、パーティクルが発生するおそれの低減を図り得る基板保持装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
本発明の基板保持装置は、セラミックスからなり、上面に基板を支持し、下面に環状の溝を有する板状の基材と、セラミックスからなり、前記基材の下面に上面が接続されたフランジ部を上部に有する中空のシャフトとを備える基板保持装置であって、前記基材の下面の前記溝より内側の領域である内側下面領域の外周端と、前記フランジ部の上面の外周端とが全周に亘って一致しており、前記内側下面領域と前記基材の下面の前記溝より外側の領域である外側下面領域とは面一であり、前記内側下面領域及び前記外側下面領域の表面粗さＲａは０．０１μｍ以上０．１μｍ以下であり、前記基材の前記内側下面領域が円環状であることを特徴とする。
本発明の基板保持装置によれば、基材とシャフトとの接続部において、フランジ部の上面の外周端と一致する外周端を有する基材の内側下面領域の外側には、全周に亘って溝が存在している。そのため、上記従来の一般的な技術と比較して、基材とシャフトとの接続部は連続した面となるので、この部分に熱応力が集中することが緩和される。これにより、パーティクルが発生するおそれの低減が図り得る。
また、基材の外側下面領域は、外部に露出するが、表面粗さＲａが０．０１μｍ以上０．１μｍ以下である。そのため、基材の外部に露出する下面の表面粗さが粗い上記特許文献１の開示された技術と比較して、パーティクルが発生するおそれの低減が図り得る。なお、基材の下面の溝より外側にピンなどの突出部が形成されている場合、突出部の下端の頂面からなる領域が、本発明の外側下面領域に相当する。
本発明の基板保持装置の製造方法は、セラミックスからなる板状の基材に対して、下面に環状の溝及び前記溝より内側の領域に円環状の内側下面領域を形成する工程と、前記内側下面領域及び前記下面の前記溝より外側の領域である外側下面領域を全体に亘って表面粗さＲａが０．０１μｍ以上０．１μｍ以下となるように研摩する工程と、セラミックスからなる中空のシャフトの上部に位置するフランジ部の上面を表面粗さＲａが０．０１μｍ以上０．１μｍ以下となるように研摩する工程と、前記内側下面領域の外周端と前記フランジ部の上面の外周端とが全周に亘って一致するように前記基材と前記シャフトとを当接した状態で、前記基材と前記フランジ部とを固相接合により接合する工程とを備えることを特徴とする。
本発明の基板保持装置の製造方法によれば、基材とシャフトとの接合部において、フランジ部の上面の外周端と一致する外周端を有する基材の内側下面領域の外側には、全周に亘って溝が存在している。そのため、上記従来の一般的な技術と比較して、基材とシャフトとの接続部は連続した面となるので、この部分に熱応力が集中することが緩和される。これにより、パーティクルが発生するおそれの低減が図り得る。
また、基材の内側下面領域と外側下面領域とを同時に研摩を行い、表面粗さＲａを０．０１μｍ以上０．１μｍ以下としている。これは、これら下面領域が面一であるから行えることであり、上記特許文献１の開示された技術のように別々に研磨する必要がある場合と比較して、表面粗さを良好なものとすることが容易である。これにより、パーティクルが発生するおそれの低減が図り得る。
（実施形態）
本発明の基板保持装置の実施形態に係るセラミックスヒータ１００について、図１を参照して説明する。
本発明の基板保持装置の実施形態に係るセラミックスヒータ１００について、図１を参照して説明する。
セラミックスヒータ１００は、基材１０、電極２０、シャフト３０及び給電ロッド４０を備えている。
本実施形態では、セラミックスヒータ１００は、電極２０が発熱抵抗体（ヒータ）として機能し、このヒータに給電ロッド４０から電圧が印加されることによって発生する熱により、基材１０の上面である支持面に支持される半導体ウエハ等の基板を加熱する。なお、セラミックスヒータ１００は、互いに電気的に独立した複数の電極２０が存在し、これら電極２０に供給する電圧を独立して制御可能なマルチゾーンヒータであってもよい。
ただし、本発明の基板支持装置は、電極２０に給電ロッド４０から電圧が印加されることによって発生するクーロン力により、基材１０の表面に基板を吸引する静電チャックであってもよい。
また、本発明の基板支持装置は、表面に近い電極２０が電極として機能し、表面から離れた電極２０が抵抗発熱体として機能するヒータ機能付きの静電チャックであってもよい。
なお、基材１０の表面の上に、保護層などが形成されていてもよい。また、基材１０内に、冷却構造を設けてもよい。
基材１０は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）又はイットリア（Ｙ２Ｏ３）等のセラミックス焼結体などからなっている。ただし、基材１０は、セラミックスヒータ又は静電チャックの基材の材料として使用される素材からなるものであればよい。
基材１０は、例えば高純度（例えば純度９９．９％以上）の窒化アルミニウム粉末、アルミナ粉末、窒化珪素粉末、炭化珪素粉末、ジルコニア粉末、必要に応じてこれに適量の酸化イットリウム粉末などの焼結助剤が添加された混合原料粉末を成形した成形体をホットプレス焼結することにより形成されたセラミックス焼結体から構成されている。
基材１０の中に、メッシュ金属や金属箔からなる電極２０を埋め込まれている。電極２０は、タングステン、モリブデン、これら合金、白金、チタンなどの金属からなり、薄板、薄膜、メッシュ状、線状などのものである。
そして、基材１０は、その下面には、環状の溝１１が形成されている。ここでは、溝１１は円環状となっている。溝１１は、例えば、０．０１ｍｍ以上、基材１０の厚みの５０％以下であり、幅０．１ｍｍ以上、基材１０の半径の５０％以下であればよい。溝１１は、より好ましくは、深さ０．０１ｍｍ以上１ｍｍ以下であり、幅１ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。
溝１１の断面形状は、半円状、半長円状、半楕円状、台形状、矩形状、三角形状など任意の形状であってもよい。溝１１の断面形状は、熱応力集中及び応力集中が生じ難いように、角張った部分を有さず、隅部は丸みを帯びた形状であることが好ましい。
基材１０の下面は、溝１１より内側の領域である内側下面領域１２と、溝１１より外側の領域である外側下面領域１３とに分かれている。これら内側下面領域１２と外側下面領域１３とは面一となっている。
そして、外側下面領域１３は、鏡面仕上げがなされており、その表面粗さＲａは０．０１μｍ以上０．１μｍ以下となっている。
シャフト３０は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）又はイットリア（Ｙ２Ｏ３）等のセラミックス焼結体からなり、全体として中空を有する大略円筒形状に形成されている。
シャフト３０は、基材１０の下面に取り付けられている。シャフト３０は、中間部３１に比べて拡径したフランジ部３２を上端に有している。フランジ部３２の上面３２ａの外周端は、内側下面領域１２の外周端と全周に亘って一致している。これにより、フランジ部３２の外周側面は、基材１０の内側下面領域１２の外縁と一致している。
フランジ部３２は、短円筒形状である。なお、フランジ部３２の基端部は、その全周に亘って丸みを帯びた形状となっており、応力集中の緩和が図られている。
そして、基材１０の内側下面領域１２とフランジ部３２の上面３２ａとを接触させて接合面として、基材１０とシャフト３０とは固相接合により接合されている。
給電ロッド４０は、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）などの耐熱性、耐酸性及び導電性の優れた金属から形成されており、本実施形態では、丸棒状となっている。給電ロッド４０は、その下端側に図示しない電源が電気的に接続されている。
給電ロッド４０は、その上端面が電極２０の裏面と接触されており、これらの電気的な接続が図られている。
以上に説明したセラミックスヒータ１００においては、基材１０とシャフト３０との接続部において、フランジ部３２の上面３２ａの外周端と一致する外周端を有する基材１０の内側下面領域１２の外側には、全周に亘って溝１１が存在している。これにより、フランジ部３２の外周側面は、基材１０の溝１１の内周側面に連続して繋がっており、溝１１は滑らかに連続して角部が存在しない形状である。
このように、上記従来の一般的な技術と比較して、基材１０とシャフト３０との接続部は連続した面となるので、この部分に熱応力が集中することが緩和される。これにより、パーティクルが発生するおそれの低減が図り得る。
溝１１は、基材１０の下面から直角又は直角に近い急峻な角度で窪み始め、その内周面は、傾斜が底面に向うほど緩やかになり、水平な底面と滑らかに接続されていることが好ましい。また、溝１１は、内周面の断面形状が円弧又は楕円弧となっていてもよい。
また、基材１０の外部に露出する外側下面領域１３は、表面粗さＲａが０．０１μｍ以上０．１μｍ以下である。そのため、基材の外部に露出する下面の表面粗さが粗い上記特許文献１の開示された技術と比較して、パーティクルが発生するおそれの低減が図り得る。
さらに、基材１０の外側下面領域１３は、外部に露出するが、鏡面仕上げされているため、パーティクルが発生するおそれが低い。
これらにより、パーティクルが基材１０の上面に付着して、この上面に保持される基板が傾斜する、凹凸になるなどの悪影響が生じるおそれの低減を図ることが可能となる。
（製造方法）
次に、セラミックスヒータ１００の製造方法について説明する。
次に、セラミックスヒータ１００の製造方法について説明する。
基材１０は、例えば高純度（例えば純度９９．９％以上）の窒化アルミニウム粉末、アルミナ粉末、窒化珪素粉末、炭化珪素粉末、ジルコニア粉末、必要に応じてこれに適量の酸化イットリウム粉末などの焼結助剤が添加された混合原料粉末を型に充填しホットプレス焼結することにより形成されたセラミックス焼結体から構成されている。
基材１０の中に、メッシュ金属や金属箔からなる電極２０を埋め込まれている。電極２０は、タングステン、モリブデン、これら合金、白金、チタンなどの金属からなり、薄板、薄膜、メッシュ状、線状などのものである。
なお、セラミックス焼結体の間に電極２０を挟んで焼成を行うことにより、メッシュ金属や金属箔からなる電極２０を基材１０の中に埋め込む。ただし、埋め込みの方法は、これに限定されない。例えば、電極２０の材料となる金属粉末を前記原料粉末の間に挟み込んで、全体を焼結してもよい。また、セラミックス焼結体の接合面に凹部を形成して電極２０を埋め込む、その後、セラミックス焼結体同士を接合材で接合してもよい。
このセラミックス焼結体に対して、環状の溝１１を研削加工により形成する。そして、溝１１より内側の領域である内側下面領域１２と溝１１より外側の領域である外側下面領域１３とを同時に鏡面加工を行い、表面粗さＲａを０．０１μｍ以上０．１μｍ以下とする。これにより、基材１０が完成する。
次に、シャフト３０を形成する。シャフト３０は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）又はイットリア（Ｙ２Ｏ３）等のセラミックス焼結体からなり、全体として中空を有する大略円筒形状に形成されている。
シャフト３０を形成するセラミックス焼結体の原料粉末である窒化アルミニウム粉末、アルミナ粉末、窒化珪素粉末、炭化珪素粉末、ジルコニア粉末などからなるセラミックス粉末にＩＰＡ及び有機バインダと可塑剤を添加し、混合、スプレードライ乾燥をすることで、セラミックス顆粒を得た。この顆粒をＣＩＰ成形し、常圧焼成することによりセラミックス焼結体を製作した。なお、焼結方法は、常圧焼結、ホットプレス法（熱間加圧法）、反応焼結などの公知の方法を用いればよい。
シャフト３０は、中間部３１に比べて拡径したフランジ部３２を上部に有している。フランジ部３２の外周側面と溝１１の側面とは略面一となっている。
フランジ部３２は、短円筒形状であり、応力集中の緩和を図るためその下端部の外周縁の全周に亘る面取部を有してもよい。また、フランジ部３２の基端部は、その全周に亘って丸みを帯びた形状となっていてもよい。
上述したセラミックス焼結体に対して中間部３１及びフランジ部３２が所定の形状になるように必要に応じて切削加工を行う。そして、フランジ部３２の上面は、鏡面加工を行い、表面粗さＲａを０．０１μｍ以上０．１μｍ以下とする。これにより、シャフト３０が完成する。
次に、基材１０とシャフト３０とを１ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下で加圧して、基材１０の内側下面領域１２とフランジ部３２の上面３２ａとを当接した状態で炉内に設置し、不活性ガス雰囲気下で１５００℃以上１９００℃以下に加熱した状態を０．２時間以上１０時間以下保持する。これにより、基材１０とシャフト３０とが固相接合により接合される。
その後、給電ロッド４０の上端面を電極２０の裏面と接触した状態でロウ付けで固定し、これらの電気的な接続を図る。これにより、セラミックスヒータ１００を得ることができる。
ただし、電極２０と給電ロッド４０の電気的な接続はロウ付けに限定されず、公知のセラミックスヒータで用いられる接続方法であればよい。例えば、電極２０に裏面に端子を固定し、この端子に給電ロッド４０の先端を取り外し可能に固定してもよい。
以上に説明したセラミックスヒータ１００の製造方法においては、基材１０の溝１１の内側下面領域１２と外側下面領域１３とを同時に鏡面加工を行い、表面粗さＲａを０．０１μｍ以上０．１μｍ以下としている。これは、これら下面が面一であるから容易に可能なのであり、別々に鏡面加工する場合と比較して、加工が容易である。そして、基材１０の内側下面領域１２をこのように鏡面仕上げすることができるので、基材１０とシャフト３０とを、良好な接合強度で固相接合することができる。
（実施形態の変形例）
本発明は、上述した実施形態におけるセラミックスヒータ１００に限定されない。
本発明は、上述した実施形態におけるセラミックスヒータ１００に限定されない。
例えば、セラミックスヒータ１００では、基材１０の内側下面領域１２が円形形状であった。しかし、図２に示すセラミックスヒータ１００Ａのように、基材１０Ａの内側下面領域１２Ａは円環状であってもよい。
この場合も、上記実施形態と同様に、基材１０Ａの内側下面領域１２Ａと外側下面領域１３Ａとが面一であればよい。
以下、本発明の実施例を具体的に挙げ、本発明を説明する。
（実施例１）
実施例１では、金属なる電極２０を埋設した酸化イットリウムを添加した窒化アルミニウムからなる基材１０と、窒化アルミニウムのみからなるシャフト３０を接合してセラミックスヒータ１００を得た。
実施例１では、金属なる電極２０を埋設した酸化イットリウムを添加した窒化アルミニウムからなる基材１０と、窒化アルミニウムのみからなるシャフト３０を接合してセラミックスヒータ１００を得た。
［基材の作製］
窒化アルミニウム粉末９７質量％、酸化イットリウム粉末３質量％からなる粉末混合物を得て、これを型に充填して一軸加圧処理を施した。これによって、直径２４０ｍｍ、厚さ１０ｍｍの第一層を形成した。
窒化アルミニウム粉末９７質量％、酸化イットリウム粉末３質量％からなる粉末混合物を得て、これを型に充填して一軸加圧処理を施した。これによって、直径２４０ｍｍ、厚さ１０ｍｍの第一層を形成した。
次に、この第一層の上に、電極２０となる直径１９０ｍｍのモリブデン製のメッシュ（線径０．１ｍｍ、目開き５０メッシュ）を載置した。続いて、先に形成した粉末混合物を電極２０の上に所定の厚さに充填し、第二層を形成した。そして、１０ＭＰａの圧力で、焼成温度１８００℃、焼成時間２時間でホットプレス焼成を行い、直径２４０ｍｍ、厚さ２０ｍｍのセラミックス焼結体を得た。
セラミックス焼結体の下面を、中心から直径６０ｍｍから直径８０ｍｍの領域に、深さ１ｍｍの溝１１を形成した。その後、基材１０の下面の溝１１以外の全面に研磨加工を行い、表面粗さをＲａ０．０４μｍ、平面度０．９μｍとした。これにより、基材１０を得た。
［シャフトの作製］
原料となる窒化アルミニウムの粉末にＩＰＡ及び有機バインダと可塑剤を添加し、混合、スプレードライ乾燥をすることで、窒化アルミニウム顆粒を得た。この顆粒をＣＩＰ成形し、焼成温度１９００℃で焼成時間６時間、常圧焼成した。その後、円筒加工を行い、フランジ部３２の外径６０ｍｍ、フランジ部３２の厚み８ｍｍ、中間部３１の外径４２ｍｍ、内径３２ｍｍ、長さ１６５ｍｍのシャフト３０を得た。その後、フランジ部３２の上面に研磨加工を行い、表面粗さをＲａ０．０４μｍ、平面度０．５μｍとした。
原料となる窒化アルミニウムの粉末にＩＰＡ及び有機バインダと可塑剤を添加し、混合、スプレードライ乾燥をすることで、窒化アルミニウム顆粒を得た。この顆粒をＣＩＰ成形し、焼成温度１９００℃で焼成時間６時間、常圧焼成した。その後、円筒加工を行い、フランジ部３２の外径６０ｍｍ、フランジ部３２の厚み８ｍｍ、中間部３１の外径４２ｍｍ、内径３２ｍｍ、長さ１６５ｍｍのシャフト３０を得た。その後、フランジ部３２の上面に研磨加工を行い、表面粗さをＲａ０．０４μｍ、平面度０．５μｍとした。
［接合、加工］
基材１０の接合面とシャフト３０の接合面とを重ね合わせ、ホットプレス焼成により接合した。温度は１６００℃、圧力は６ＭＰａ、時間は４時間とした。接合後、基材１０の溝１１の側面とシャフト３０のフランジ部３２の外周側面を円筒研削により略同一外径となるように研削加工した。
基材１０の接合面とシャフト３０の接合面とを重ね合わせ、ホットプレス焼成により接合した。温度は１６００℃、圧力は６ＭＰａ、時間は４時間とした。接合後、基材１０の溝１１の側面とシャフト３０のフランジ部３２の外周側面を円筒研削により略同一外径となるように研削加工した。
[評価]
接合部の目視をしたが、チッピングやクラックなどの損傷は見つからず、良好であった。なお、シャフト３０の内側はファイバースコープを使用した。そして、接合部の気密度をボンビング法によりヘリウムリークディテクターで測定した。測定限度である１×１０−１２Ｐａｍ３／ｓでリークはないと判定された。
接合部の目視をしたが、チッピングやクラックなどの損傷は見つからず、良好であった。なお、シャフト３０の内側はファイバースコープを使用した。そして、接合部の気密度をボンビング法によりヘリウムリークディテクターで測定した。測定限度である１×１０−１２Ｐａｍ３／ｓでリークはないと判定された。
（実施例２）
以下の作製条件を除き、実施例１と同様にセラミックスヒータ１００を作製した。
以下の作製条件を除き、実施例１と同様にセラミックスヒータ１００を作製した。
［基材の作製］
セラミックス焼結体の下面を、中心から直径６０ｍｍから直径６２ｍｍの領域に、深さ０．２ｍｍの溝１１を形成した。その後、基材１０の下面の溝１１以外の全面に研磨加工を行い、表面粗さをＲａ０．０７μｍ、平面度１．０μｍとした。これにより、基材１０を得た。
セラミックス焼結体の下面を、中心から直径６０ｍｍから直径６２ｍｍの領域に、深さ０．２ｍｍの溝１１を形成した。その後、基材１０の下面の溝１１以外の全面に研磨加工を行い、表面粗さをＲａ０．０７μｍ、平面度１．０μｍとした。これにより、基材１０を得た。
［シャフトの作製］
フランジ部３２の外径６０ｍｍ、フランジ部３２の厚み５ｍｍ、中間部３１の外径３８ｍｍ、内径３０ｍｍ、長さ１２０ｍｍのシャフト３０を得た。その後、フランジ部３２の上面に研磨加工を行い、表面粗さをＲａ０．０３μｍ、平面度０．３μｍとした。
フランジ部３２の外径６０ｍｍ、フランジ部３２の厚み５ｍｍ、中間部３１の外径３８ｍｍ、内径３０ｍｍ、長さ１２０ｍｍのシャフト３０を得た。その後、フランジ部３２の上面に研磨加工を行い、表面粗さをＲａ０．０３μｍ、平面度０．３μｍとした。
[評価]
接合部の目視をしたが、チッピングやクラックなどの損傷は見つからず、良好であった。なお、シャフト３０の内側はファイバースコープを使用した。そして、接合部の気密度をボンビング法によりヘリウムリークディテクターで測定した。測定限度である１×１０−１２Ｐａｍ３／ｓでリークはないと判定された。
接合部の目視をしたが、チッピングやクラックなどの損傷は見つからず、良好であった。なお、シャフト３０の内側はファイバースコープを使用した。そして、接合部の気密度をボンビング法によりヘリウムリークディテクターで測定した。測定限度である１×１０−１２Ｐａｍ３／ｓでリークはないと判定された。
（実施例３）
以下の作製条件を除き、実施例１と同様にセラミックスヒータ１００を作製した。
以下の作製条件を除き、実施例１と同様にセラミックスヒータ１００を作製した。
［基材の作製］
セラミックス焼結体の下面を、中心から直径６０ｍｍから直径１００ｍｍの領域に、深さ０．０５ｍｍの溝１１を形成した。さらに、セラミックス焼結体の下面の直径１００ｍｍより外側の領域に、下面より深さ０．０５ｍｍ削り込むことによって、直径１ｍｍの突起を５ｍｍのピッチ間隔で正三角形の頂点を位置するように連続的な散点状に配置した。その後、ピンが形成された底面を研磨加工し、さらにその後、基材１０の下面の直径６０ｍｍ以内の領域及びピンの頂面を研磨加工した。直径６０ｍｍの領域の表面粗さをＲａ０．０２μｍ、平面度０．１μｍとした。これにより、基材１０を得た。
セラミックス焼結体の下面を、中心から直径６０ｍｍから直径１００ｍｍの領域に、深さ０．０５ｍｍの溝１１を形成した。さらに、セラミックス焼結体の下面の直径１００ｍｍより外側の領域に、下面より深さ０．０５ｍｍ削り込むことによって、直径１ｍｍの突起を５ｍｍのピッチ間隔で正三角形の頂点を位置するように連続的な散点状に配置した。その後、ピンが形成された底面を研磨加工し、さらにその後、基材１０の下面の直径６０ｍｍ以内の領域及びピンの頂面を研磨加工した。直径６０ｍｍの領域の表面粗さをＲａ０．０２μｍ、平面度０．１μｍとした。これにより、基材１０を得た。
［シャフトの作製］
フランジ部３２の外径６０ｍｍ、フランジ部３２の厚み５ｍｍ、中間部３１の外径３８ｍｍ、内径３０ｍｍ、長さ１２０ｍｍのシャフト３０を得た。その後、フランジ部３２の上面に研磨加工を行い、表面粗さをＲａ０．０３μｍ、平面度０．３μｍとした。
フランジ部３２の外径６０ｍｍ、フランジ部３２の厚み５ｍｍ、中間部３１の外径３８ｍｍ、内径３０ｍｍ、長さ１２０ｍｍのシャフト３０を得た。その後、フランジ部３２の上面に研磨加工を行い、表面粗さをＲａ０．０３μｍ、平面度０．３μｍとした。
実施例１から３及び比較例の評価結果を表１にまとめた。
なお、実施例１及び実施例２は、研磨面積がおおむね同等であり、同等な研磨加工によって同等な表面粗さ、平面度が得られたこともあり、接合後の外観及びＨｅリークに関して良好であったと考えられる。
実施例３は、実施例１及び２に比較して、研磨面積が狭いので、加工負荷を減らすことが可能であり、また、より高い平面度を得ることが可能となるので、より短時間で固相接合に適した平面を形成することができた。
１０，１０Ａ…基材、 １１…溝、 １２，１２Ａ…内側下面領域、 １３，１３Ａ…外側下面領域、 ２０…電極、 ３０…シャフト、 ３１…中間部、 ３２，３２Ａ…フランジ部、 ３２ａ…フランジ部の上面、 ４０…給電ロッド、 １００，１００Ａ…セラミックスヒータ（基板保持装置）。
Claims (4)
- セラミックスからなり、上面に基板を支持し、下面に環状の溝を有する板状の基材と、
セラミックスからなり、前記基材の下面に上面が接続されたフランジ部を上部に有する中空のシャフトとを備える基板保持装置であって、
前記基材の下面の前記溝より内側の領域である内側下面領域の外周端と、前記フランジ部の上面の外周端とが全周に亘って一致しており、
前記内側下面領域と前記基材の下面の前記溝より外側の領域である外側下面領域とは面一であり、
前記内側下面領域及び前記外側下面領域の表面粗さＲａは０．０１μｍ以上０．１μｍ以下であり、
前記基材の前記内側下面領域が円環状であることを特徴とする基板保持装置。 - セラミックスからなり、上面に基板を支持し、下面に環状の溝を有する板状の基材と、
セラミックスからなり、前記基材の下面に上面が接続されたフランジ部を上部に有する中空のシャフトとを備える基板保持装置であって、
前記基材の下面の前記溝より内側の領域である内側下面領域の外周端と、前記フランジ部の上面の外周端とが全周に亘って一致しており、
前記基材の下面の前記溝より外側の領域である外側下面領域に突起が形成され、前記突起の頂面と前記内側下面領域とは面一であり、
前記突起の頂面の表面粗さＲａは０．０１μｍ以上０．１μｍ以下であることを特徴とする基板保持装置。 - セラミックスからなる板状の基材に対して、下面に環状の溝及び前記溝より内側の領域に円環状の内側下面領域を形成する工程と、
前記内側下面領域及び前記下面の前記溝より外側の領域である外側下面領域を全体に亘って表面粗さＲａが０．０１μｍ以上０．１μｍ以下となるように研摩する工程と、
セラミックスからなる中空のシャフトの上部に位置するフランジ部の上面を表面粗さＲａが０．０１μｍ以上０．１μｍ以下となるように研摩する工程と、
前記内側下面領域の外周端と前記フランジ部の上面の外周端とが全周に亘って一致するように前記基材と前記シャフトとを当接した状態で、前記基材と前記フランジ部とを固相接合により接合する工程とを備えることを特徴とする基板保持装置の製造方法。 - セラミックスからなる板状の基材に対して、下面に環状の溝及び前記溝より外側の領域である外側下面領域に突起を形成する工程と、
前記溝を形成した前記基材に対して、前記下面の前記溝より内側の領域である内側下面領域及び前記外側下面領域に形成された突起の頂面を全体に亘って表面粗さＲａが０．０１μｍ以上０．１μｍ以下となるように研摩する工程と、
セラミックスからなる中空のシャフトの上部に位置するフランジ部の上面を表面粗さＲａが０．０１μｍ以上０．１μｍ以下となるように研摩する工程と、
前記内側下面領域の外周端と前記フランジ部の上面の外周端とが全周に亘って一致するように前記基材と前記シャフトとを当接した状態で、前記基材と前記フランジ部とを固相接合により接合する工程とを備えることを特徴とする基板保持装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016071305A JP6618409B2 (ja) | 2016-03-31 | 2016-03-31 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP2016071305A JP6618409B2 (ja) | 2016-03-31 | 2016-03-31 | 基板保持装置及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2017183609A JP2017183609A (ja) | 2017-10-05 |
| JP6618409B2 true JP6618409B2 (ja) | 2019-12-11 |
Family
ID=60007667
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016071305A Active JP6618409B2 (ja) | 2016-03-31 | 2016-03-31 | 基板保持装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6618409B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102382375B1 (ko) * | 2018-07-13 | 2022-04-08 | 엔지케이 인슐레이터 엘티디 | 세라믹 히터 |
| WO2020189264A1 (ja) * | 2019-03-18 | 2020-09-24 | 日本碍子株式会社 | セラミックヒータ及びその製法 |
| JP7248607B2 (ja) * | 2020-02-03 | 2023-03-29 | 日本碍子株式会社 | セラミックヒータ |
| KR102242589B1 (ko) * | 2020-09-09 | 2021-04-21 | 주식회사 미코세라믹스 | 세라믹 히터 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3810216B2 (ja) * | 1998-07-01 | 2006-08-16 | 京セラ株式会社 | 試料加熱装置および処理装置並びにそれを用いた試料の処理方法 |
| JP2004179364A (ja) * | 2002-11-27 | 2004-06-24 | Kyocera Corp | 静電チャック |
| JP4627164B2 (ja) * | 2003-08-18 | 2011-02-09 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板保持構造物および基板処理装置 |
| JP2005332837A (ja) * | 2004-05-18 | 2005-12-02 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ウェハ保持体 |
| JP6370062B2 (ja) * | 2014-02-28 | 2018-08-08 | 日本特殊陶業株式会社 | 窒化アルミニウム接合体およびその製造方法 |
-
2016
- 2016-03-31 JP JP2016071305A patent/JP6618409B2/ja active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2017183609A (ja) | 2017-10-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6618409B2 (ja) | 基板保持装置及びその製造方法 | |
| KR100672802B1 (ko) | 기판 가열 장치 및 그 제조 방법 | |
| JP4476701B2 (ja) | 電極内蔵焼結体の製造方法 | |
| JP4942364B2 (ja) | 静電チャックおよびウェハ保持部材並びにウェハ処理方法 | |
| KR100641007B1 (ko) | 전극 내장 발열체의 제조 방법 | |
| US7800029B2 (en) | Heating device | |
| JP3758979B2 (ja) | 静電チャック及び処理装置 | |
| KR20010076378A (ko) | 반도체 제조 장치용 웨이퍼 지지체와 그 제조 방법 및반도체 제조 장치 | |
| CN107889289B (zh) | 加热装置 | |
| KR100634182B1 (ko) | 기판 가열 장치와 그 제조 방법 | |
| US11142484B2 (en) | Component for semiconductor production device, and production method of component for semiconductor production device | |
| JP6389802B2 (ja) | 加熱装置及びその製造方法 | |
| JP6650332B2 (ja) | 基板保持装置及びその製造方法 | |
| JP2004146568A (ja) | 半導体製造装置用セラミックスヒーター | |
| JP7519168B2 (ja) | セラミックス部材の製造方法 | |
| JPH11162620A (ja) | セラミックヒーター及びその均熱化方法 | |
| JP4744016B2 (ja) | セラミックヒータの製造方法 | |
| JP2003224044A (ja) | 試料加熱装置及びその製造方法 | |
| JP2020033247A (ja) | 接合体 | |
| US11869796B2 (en) | Electrode-embedded member and method for manufacturing same, electrostatic chuck, and ceramic heater | |
| TWI835101B (zh) | 電極埋設構件、基板保持構件、陶瓷加熱器及靜電夾頭 | |
| JP6370062B2 (ja) | 窒化アルミニウム接合体およびその製造方法 | |
| JP2023072822A (ja) | 電極埋設部材 | |
| JP2023019342A (ja) | セラミックスヒータ | |
| JP6867907B2 (ja) | セラミックス接合体およびセラミックス接合体の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180710 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190328 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190409 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190605 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20191105 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20191112 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6618409 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |