JPH07297267A - 静電チャック付セラミックスヒーター - Google Patents
静電チャック付セラミックスヒーターInfo
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- JPH07297267A JPH07297267A JP31639694A JP31639694A JPH07297267A JP H07297267 A JPH07297267 A JP H07297267A JP 31639694 A JP31639694 A JP 31639694A JP 31639694 A JP31639694 A JP 31639694A JP H07297267 A JPH07297267 A JP H07297267A
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- H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 本発明は半導体プロセスにおける昇降温プロ
セスに使用しても接合部に剥離が起らない静電チャック
付セラミックスヒーターの提供を目的とするものであ
る。 【構成】 本発明の静電チャック付セラミックスヒータ
ーは、電気絶縁性セラミックスからなる支持基材の表面
に導電性セラミックスからなる静電チャック用電極を接
合すると共に、裏面に導電性セラミックスからなる発熱
層を接合し、それらの上に電気絶縁性セラミックスから
なる被覆層を設けてなる静電チャック付セラミックスヒ
ーターにおいて、該支持基材と該静電チャック用電極と
の線膨張係数の差、該支持基材と該発熱層との線膨張係
数の差、該静電チャック用電極と該被覆層との線膨張係
数の差および該発熱層と該被覆層との線膨張係数の差を
ともに１×10-6／℃以下としてなることを特徴とするも
のである。
セスに使用しても接合部に剥離が起らない静電チャック
付セラミックスヒーターの提供を目的とするものであ
る。 【構成】 本発明の静電チャック付セラミックスヒータ
ーは、電気絶縁性セラミックスからなる支持基材の表面
に導電性セラミックスからなる静電チャック用電極を接
合すると共に、裏面に導電性セラミックスからなる発熱
層を接合し、それらの上に電気絶縁性セラミックスから
なる被覆層を設けてなる静電チャック付セラミックスヒ
ーターにおいて、該支持基材と該静電チャック用電極と
の線膨張係数の差、該支持基材と該発熱層との線膨張係
数の差、該静電チャック用電極と該被覆層との線膨張係
数の差および該発熱層と該被覆層との線膨張係数の差を
ともに１×10-6／℃以下としてなることを特徴とするも
のである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は静電チャック付セラミッ
クスヒーター、特には半導体プロセスにおける昇降温工
程に使用される静電チャック付セラミックスヒーターに
関するものである。
クスヒーター、特には半導体プロセスにおける昇降温工
程に使用される静電チャック付セラミックスヒーターに
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスの製造工程における半導
体ウエハの加熱には、従来金属線を巻いたヒーターが使
用されていたが、これについては半導体ウエハへの金属
汚染の問題があるため、セラミックス薄膜を発熱体とし
て使用したセラミックス一体型ヒーターの使用が提案さ
れている（特開平4-124076号公報参照）。また、この半
導体ウエハの加熱に当たってはヒーター上に半導体ウエ
ハを固定するために減圧雰囲気では静電チャックが使用
されているが、プロセスの高温化に伴ってその材質が樹
脂からセラミックスに移行されており（特開昭52-67353
号公報、特開昭59-124140 号公報参照）、また最近では
これらのセラミックスヒーターと静電チャックを合体し
た静電チャック付セラミックスヒーターも提案されてい
る（特開平4-358074号公報、特開平5-109876号公報、特
開平5-129210号公報参照）。
体ウエハの加熱には、従来金属線を巻いたヒーターが使
用されていたが、これについては半導体ウエハへの金属
汚染の問題があるため、セラミックス薄膜を発熱体とし
て使用したセラミックス一体型ヒーターの使用が提案さ
れている（特開平4-124076号公報参照）。また、この半
導体ウエハの加熱に当たってはヒーター上に半導体ウエ
ハを固定するために減圧雰囲気では静電チャックが使用
されているが、プロセスの高温化に伴ってその材質が樹
脂からセラミックスに移行されており（特開昭52-67353
号公報、特開昭59-124140 号公報参照）、また最近では
これらのセラミックスヒーターと静電チャックを合体し
た静電チャック付セラミックスヒーターも提案されてい
る（特開平4-358074号公報、特開平5-109876号公報、特
開平5-129210号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この静電チャ
ック付セラミックスヒーターは、基本的に異種類のセラ
ミックスを接合した構造、例えば窒化硼素の基材にグラ
ファイトの導電体層と窒化硼素の絶縁層を接合した構造
であるため、これらの素材の熱膨張率の違いにより反り
が発生しチャック力が低下したり、昇降温を繰り返して
いるうちに熱応力によって接合部の剥離が起きるという
問題点がある。
ック付セラミックスヒーターは、基本的に異種類のセラ
ミックスを接合した構造、例えば窒化硼素の基材にグラ
ファイトの導電体層と窒化硼素の絶縁層を接合した構造
であるため、これらの素材の熱膨張率の違いにより反り
が発生しチャック力が低下したり、昇降温を繰り返して
いるうちに熱応力によって接合部の剥離が起きるという
問題点がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような不
利、欠点を解決した静電チャック付セラミックスヒータ
ーに関するもので、これは電気絶縁性セラミックスから
なる支持基材の表面に導電性セラミックスからなる静電
チャック用電極を接合すると共に、裏面に導電性セラミ
ックスからなる発熱層を接合し、それらの上に電気絶縁
性セラミックスからなる被覆層を設けてなる静電チャッ
ク付セラミックスヒーターにおいて、該支持基材と該静
電チャック用電極との線膨張係数の差、該支持基材と該
発熱層との線膨張係数の差、該静電チャック用電極と該
被覆層との線膨張係数の差および該発熱層と該被覆層と
の線膨張係数の差をともに１×10-6／℃以下としてなる
ことを特徴とするもの、またこれは該被覆層上に拡散防
止層が接合されてなることを特徴とするものである。
利、欠点を解決した静電チャック付セラミックスヒータ
ーに関するもので、これは電気絶縁性セラミックスから
なる支持基材の表面に導電性セラミックスからなる静電
チャック用電極を接合すると共に、裏面に導電性セラミ
ックスからなる発熱層を接合し、それらの上に電気絶縁
性セラミックスからなる被覆層を設けてなる静電チャッ
ク付セラミックスヒーターにおいて、該支持基材と該静
電チャック用電極との線膨張係数の差、該支持基材と該
発熱層との線膨張係数の差、該静電チャック用電極と該
被覆層との線膨張係数の差および該発熱層と該被覆層と
の線膨張係数の差をともに１×10-6／℃以下としてなる
ことを特徴とするもの、またこれは該被覆層上に拡散防
止層が接合されてなることを特徴とするものである。
【０００５】すなわち、本発明者らは従来公知の静電チ
ャック付セラミックスヒーターにおける接合部の剥離を
防止する方法について種々検討した結果、これについて
は電気絶縁性セラミックスからなる支持基材の表面に導
電性セラミックスからなる静電チャック用電極を接合す
ると共に、裏面に導電性セラミックスからなる発熱層を
接合し、それらの上に電気絶縁性セラミックスからなる
被覆層を設けた公知の静電チャック付セラミックスヒー
ターにおいて、この支持基材と静電チャック用電極との
線膨張係数の差、支持基材と発熱層との線膨張係数の
差、静電チャック用電極と被覆層との線膨張係数の差お
よび発熱層と被覆層との線膨張係数の差をともに１×10
-6／℃以下とすれば、この反りによるチャック力の低下
や接合部での剥離が起らなくなるということを見出し、
このものを半導体プロセスに使用するときの電気絶縁性
セラミックス部材、導電性セラミックスの種類、この線
膨張係数のコントロール方法などについての研究を進め
て本発明を完成させた。
ャック付セラミックスヒーターにおける接合部の剥離を
防止する方法について種々検討した結果、これについて
は電気絶縁性セラミックスからなる支持基材の表面に導
電性セラミックスからなる静電チャック用電極を接合す
ると共に、裏面に導電性セラミックスからなる発熱層を
接合し、それらの上に電気絶縁性セラミックスからなる
被覆層を設けた公知の静電チャック付セラミックスヒー
ターにおいて、この支持基材と静電チャック用電極との
線膨張係数の差、支持基材と発熱層との線膨張係数の
差、静電チャック用電極と被覆層との線膨張係数の差お
よび発熱層と被覆層との線膨張係数の差をともに１×10
-6／℃以下とすれば、この反りによるチャック力の低下
や接合部での剥離が起らなくなるということを見出し、
このものを半導体プロセスに使用するときの電気絶縁性
セラミックス部材、導電性セラミックスの種類、この線
膨張係数のコントロール方法などについての研究を進め
て本発明を完成させた。
【０００６】
【作用】本発明は静電チャック付セラミックスヒーター
に関するものであり、これは電気絶縁性セラミックスか
らなる支持基材の表面に導電性セラミックスからなる静
電チャック用電極を接合すると共に、裏面に導電性セラ
ミックスからなる発熱層を接合し、それらの上に電気絶
縁性セラミックスからなる被覆層を設けてなる静電チャ
ック付セラミックスヒーターにおいて、該支持基材と該
静電チャック用電極との線膨張係数の差、該支持基材と
該発熱層との線膨張係数の差、静電チャック用電極と該
被覆層との線膨張係数の差および該発熱層と被覆層との
線膨張係数の差をともに１×10-6／℃以下としてなるこ
とを特徴とするものであるが、これによればチャック力
の低下や支持基材、静電チャック用電極、発熱層および
被覆層がその接合部で剥離することがなくなるのでこの
静電チャック付セラミックスヒーターはチャック力が強
くまた寿命の長いものになるという有利性が与えられ
る。
に関するものであり、これは電気絶縁性セラミックスか
らなる支持基材の表面に導電性セラミックスからなる静
電チャック用電極を接合すると共に、裏面に導電性セラ
ミックスからなる発熱層を接合し、それらの上に電気絶
縁性セラミックスからなる被覆層を設けてなる静電チャ
ック付セラミックスヒーターにおいて、該支持基材と該
静電チャック用電極との線膨張係数の差、該支持基材と
該発熱層との線膨張係数の差、静電チャック用電極と該
被覆層との線膨張係数の差および該発熱層と被覆層との
線膨張係数の差をともに１×10-6／℃以下としてなるこ
とを特徴とするものであるが、これによればチャック力
の低下や支持基材、静電チャック用電極、発熱層および
被覆層がその接合部で剥離することがなくなるのでこの
静電チャック付セラミックスヒーターはチャック力が強
くまた寿命の長いものになるという有利性が与えられ
る。
【０００７】本発明の静電チャック付セラミックスヒー
ターは、電気絶縁性セラミックスからなる支持基材の表
面に導電性セラミックスからなる静電チャック用電極を
接合すると共に、裏面に導電性セラミックスからなる発
熱層を接合し、それらの上に電気絶縁性セラミックスか
らなる被覆層を設けてなるものであるので、この構成自
体は公知のものである。しかし、この公知の静電チャッ
ク付セラミックスヒーターでは支持基材、静電チャック
用電極、発熱層および被覆層が接合一体化されているも
のの、これらは熱膨張係数に差があるために室温から加
熱温度である 1,100℃までの昇温、降温を繰り返してい
るとこの温度の変化によって反りが発生しチャック力が
低下したり、または支持基材、静電チャック用電極、発
熱層および被覆層がその接合部で剥離してこの構成が崩
れ使用に耐えなくなるという重大な欠点がある。
ターは、電気絶縁性セラミックスからなる支持基材の表
面に導電性セラミックスからなる静電チャック用電極を
接合すると共に、裏面に導電性セラミックスからなる発
熱層を接合し、それらの上に電気絶縁性セラミックスか
らなる被覆層を設けてなるものであるので、この構成自
体は公知のものである。しかし、この公知の静電チャッ
ク付セラミックスヒーターでは支持基材、静電チャック
用電極、発熱層および被覆層が接合一体化されているも
のの、これらは熱膨張係数に差があるために室温から加
熱温度である 1,100℃までの昇温、降温を繰り返してい
るとこの温度の変化によって反りが発生しチャック力が
低下したり、または支持基材、静電チャック用電極、発
熱層および被覆層がその接合部で剥離してこの構成が崩
れ使用に耐えなくなるという重大な欠点がある。
【０００８】しかるに本発明にしたがって、この支持基
材と静電チャック用電極との線膨張係数の差、支持基材
と発熱層との線膨張係数の差、静電チャック用電極と被
覆層との線膨張係数の差および発熱層と被覆層との線膨
張係数の差をともに１×10-6／℃以下とすると、両者の
線膨張係数の差により発生する反りはチャック力に影響
を及ぼさない程小さく、また接合部の熱応力がその接合
強度より小さいものとなるために、これによればこの静
電チャック付セラミックスヒーターを常法により常温か
ら 1,100℃までの昇温、降温を繰り返してもその温度変
化によってこのチャック力が低下したり、支持基材、静
電チャック用電極、発熱層、被覆層がその接合部で剥離
することがなくなり、したがってこの静電チャック付セ
ラミックスヒーターはチャック力が強く寿命の長いもの
になるという有利性が与えられる。
材と静電チャック用電極との線膨張係数の差、支持基材
と発熱層との線膨張係数の差、静電チャック用電極と被
覆層との線膨張係数の差および発熱層と被覆層との線膨
張係数の差をともに１×10-6／℃以下とすると、両者の
線膨張係数の差により発生する反りはチャック力に影響
を及ぼさない程小さく、また接合部の熱応力がその接合
強度より小さいものとなるために、これによればこの静
電チャック付セラミックスヒーターを常法により常温か
ら 1,100℃までの昇温、降温を繰り返してもその温度変
化によってこのチャック力が低下したり、支持基材、静
電チャック用電極、発熱層、被覆層がその接合部で剥離
することがなくなり、したがってこの静電チャック付セ
ラミックスヒーターはチャック力が強く寿命の長いもの
になるという有利性が与えられる。
【０００９】本発明の静電チャック付セラミックスヒー
ターは図１に示したように支持基材、静電チャック用電
極、発熱層および被覆層からなるものとされる。この支
持基材は電気絶縁性セラミックスからなるものとされる
が、本発明の静電チャック付セラミックスヒーターが特
に半導体プロセスへの使用を目的とするものであり、こ
の半導体プロセスにはＳｉ半導体のみではなく III−Ｖ
族化合物半導体も含まれることから、これはそれとは同
族元素で構成される窒化硼素、窒化硼素と窒化アルミニ
ウムの混合物、窒化珪素からなるものとすることがよい
が、この窒化硼素は公知の方法で焼結させて得たものと
しても、また例えばアンモニアと三塩化硼素とを 1,900
〜 2,100℃、５〜10Torrの条件下で反応させて得た化学
気相蒸着法によるものとすればよい。
ターは図１に示したように支持基材、静電チャック用電
極、発熱層および被覆層からなるものとされる。この支
持基材は電気絶縁性セラミックスからなるものとされる
が、本発明の静電チャック付セラミックスヒーターが特
に半導体プロセスへの使用を目的とするものであり、こ
の半導体プロセスにはＳｉ半導体のみではなく III−Ｖ
族化合物半導体も含まれることから、これはそれとは同
族元素で構成される窒化硼素、窒化硼素と窒化アルミニ
ウムの混合物、窒化珪素からなるものとすることがよい
が、この窒化硼素は公知の方法で焼結させて得たものと
しても、また例えばアンモニアと三塩化硼素とを 1,900
〜 2,100℃、５〜10Torrの条件下で反応させて得た化学
気相蒸着法によるものとすればよい。
【００１０】このようにして得られた熱分解窒化硼素は
線膨張係数が反応度、真空度に依存し２〜４×10-6／℃
の範囲で変化する。この窒化硼素と窒化アルミニウムの
混合物は公知の方法で焼結させて得たものとすればよ
く、混合比率、焼結温度、圧力により線膨張係数が１〜
５×10-6／℃の範囲で変化する。この窒化珪素は公知の
方法で焼結させて得たものとしても、また例えばアンモ
ニアと四塩化珪素とを 1,300〜 1,500℃、３〜５Torrの
条件下で反応させて得た化学気相蒸着法によるものとす
ればよく、このようにして得られた化学気相蒸着法によ
る窒化珪素は線膨張係数が反応温度、真空度に依存し２
〜３×10-6／℃の範囲で変化する。
線膨張係数が反応度、真空度に依存し２〜４×10-6／℃
の範囲で変化する。この窒化硼素と窒化アルミニウムの
混合物は公知の方法で焼結させて得たものとすればよ
く、混合比率、焼結温度、圧力により線膨張係数が１〜
５×10-6／℃の範囲で変化する。この窒化珪素は公知の
方法で焼結させて得たものとしても、また例えばアンモ
ニアと四塩化珪素とを 1,300〜 1,500℃、３〜５Torrの
条件下で反応させて得た化学気相蒸着法によるものとす
ればよく、このようにして得られた化学気相蒸着法によ
る窒化珪素は線膨張係数が反応温度、真空度に依存し２
〜３×10-6／℃の範囲で変化する。
【００１１】また、ここに使用される静電チャック用電
極および発熱層は導電性セラミックスからなるものとさ
れるが、これは支持基材としての窒化硼素などと熱膨張
係数が近く付着性が比較的良いということから、熱分解
グラファイトからなるものとすればよく、このものは例
えばメタンガスを 1,900〜 2,200℃、５〜10Torrという
条件下で熱分解することによって得られたものとすれば
線膨張係数が反応温度、真空度に依存し１〜３×10-6／
℃の範囲で変化する。また、これはメチルトリクロロシ
ランなどの有機珪素化合物を 1,100〜 1,300℃、３〜５
Torrの条件下で反応させて得た化学気相蒸着法による炭
化珪素としてもよく、このようにして得られた化学気相
蒸着法による炭化珪素は線膨張係数が反応温度、真空度
に依存し４〜６×10-6／℃の範囲で変化する。
極および発熱層は導電性セラミックスからなるものとさ
れるが、これは支持基材としての窒化硼素などと熱膨張
係数が近く付着性が比較的良いということから、熱分解
グラファイトからなるものとすればよく、このものは例
えばメタンガスを 1,900〜 2,200℃、５〜10Torrという
条件下で熱分解することによって得られたものとすれば
線膨張係数が反応温度、真空度に依存し１〜３×10-6／
℃の範囲で変化する。また、これはメチルトリクロロシ
ランなどの有機珪素化合物を 1,100〜 1,300℃、３〜５
Torrの条件下で反応させて得た化学気相蒸着法による炭
化珪素としてもよく、このようにして得られた化学気相
蒸着法による炭化珪素は線膨張係数が反応温度、真空度
に依存し４〜６×10-6／℃の範囲で変化する。
【００１２】なお、ここに使用される被覆層は電気絶縁
性セラミックスからなるものとされるが、これは支持基
材と同じものとしてよく、したがってこれが窒化硼素、
窒化硼素と窒化アルミニウムの混合物、窒化珪素である
ときには支持基材と同じ方法で作られたものとすればよ
いが、純度の面から好ましくは化学気相蒸着法によるも
のとすればよい。
性セラミックスからなるものとされるが、これは支持基
材と同じものとしてよく、したがってこれが窒化硼素、
窒化硼素と窒化アルミニウムの混合物、窒化珪素である
ときには支持基材と同じ方法で作られたものとすればよ
いが、純度の面から好ましくは化学気相蒸着法によるも
のとすればよい。
【００１３】本発明ではこの支持基材と静電チャック用
電極との線膨張係数の差、支持基材と発熱層との線膨張
係数の差、静電チャック用電極と被覆層との線膨張係数
の差および発熱層と被覆層との線膨張係数の差をともに
１×10-6／℃以下とすることが必要とされるのである
が、これはそれを製造するときの温度、真空度、混合比
率、圧力などを調整してその線膨張係数の差が１×10-6
／℃以下となるようにすればよい。
電極との線膨張係数の差、支持基材と発熱層との線膨張
係数の差、静電チャック用電極と被覆層との線膨張係数
の差および発熱層と被覆層との線膨張係数の差をともに
１×10-6／℃以下とすることが必要とされるのである
が、これはそれを製造するときの温度、真空度、混合比
率、圧力などを調整してその線膨張係数の差が１×10-6
／℃以下となるようにすればよい。
【００１４】このようにして作られた本発明の静電チャ
ック付セラミックスヒーターは、この支持基材と静電チ
ャック用電極との線膨張係数の差、支持基材と発熱層と
の線膨張係数の差、静電チャック用電極と被覆層との線
膨張係数の差および発熱層と被覆層との線膨張係数の差
がともに１×10-6／℃以下とされているので、これを例
えば常温から 1,100℃までの昇温、降温を繰り返すテス
トを行ってもこの温度変化によってチャック力が低下し
たり、支持基材、静電チャック用電極、発熱層、被覆層
がその接合部で剥離することはなく、したがってチャッ
ク力が強く寿命の長いものとなる。
ック付セラミックスヒーターは、この支持基材と静電チ
ャック用電極との線膨張係数の差、支持基材と発熱層と
の線膨張係数の差、静電チャック用電極と被覆層との線
膨張係数の差および発熱層と被覆層との線膨張係数の差
がともに１×10-6／℃以下とされているので、これを例
えば常温から 1,100℃までの昇温、降温を繰り返すテス
トを行ってもこの温度変化によってチャック力が低下し
たり、支持基材、静電チャック用電極、発熱層、被覆層
がその接合部で剥離することはなく、したがってチャッ
ク力が強く寿命の長いものとなる。
【００１５】なお、本発明の静電チャック付セラミック
スヒーターはこの被覆層を窒化硼素または窒化硼素と窒
化アルミニウムの混合物からなるものとすると III−Ｖ
族化合物半導体と同族化合物であるので化合物半導体へ
のIV族元素による汚染は起らないし、窒化珪素からなる
ものとするとＳｉ半導体への III族元素による汚染が起
こらない。また、プロセスによっては静電チャックのリ
ーク電流によるデバイスの破壊が問題となるため、この
被覆層に窒化硼素のもつ高い絶縁抵抗が必要となる場合
がある。しかし、この被覆層を窒化硼素からなるものと
したときに、特に高温プロセスにおいてこの被覆層中の
硼素の拡散によるシリコン半導体の汚染が発生する場合
があるが、この被覆層の上に酸化珪素または窒化珪素な
どの拡散防止層を設けることによりこの汚染を防止する
ことができる。また、この窒化硼素、窒化珪素、グラフ
ァイトおよび炭化珪素を化学気相蒸着法でつくられたも
のすると、焼結法で製造されたものに比べてバインダー
などの不純物が含まれていない高純度のものであるの
で、これは半導体プロセスに使用しても不純物によって
汚染される恐れはないという有利性が与えられる。
スヒーターはこの被覆層を窒化硼素または窒化硼素と窒
化アルミニウムの混合物からなるものとすると III−Ｖ
族化合物半導体と同族化合物であるので化合物半導体へ
のIV族元素による汚染は起らないし、窒化珪素からなる
ものとするとＳｉ半導体への III族元素による汚染が起
こらない。また、プロセスによっては静電チャックのリ
ーク電流によるデバイスの破壊が問題となるため、この
被覆層に窒化硼素のもつ高い絶縁抵抗が必要となる場合
がある。しかし、この被覆層を窒化硼素からなるものと
したときに、特に高温プロセスにおいてこの被覆層中の
硼素の拡散によるシリコン半導体の汚染が発生する場合
があるが、この被覆層の上に酸化珪素または窒化珪素な
どの拡散防止層を設けることによりこの汚染を防止する
ことができる。また、この窒化硼素、窒化珪素、グラフ
ァイトおよび炭化珪素を化学気相蒸着法でつくられたも
のすると、焼結法で製造されたものに比べてバインダー
などの不純物が含まれていない高純度のものであるの
で、これは半導体プロセスに使用しても不純物によって
汚染される恐れはないという有利性が与えられる。
【００１６】
【実施例】つぎに本発明の実施例、比較例をあげる。 実施例１ アンモニアと三塩化硼素とを 2,000℃、10Torrの条件下
で反応させて直径 160mm、厚さ１mmの熱分解窒化硼素製
円板を作ったのち、この上でメタンガスを 1,800℃、５
Torrの条件下で熱分解してこの上に厚さ40μｍの熱分解
グラファイト層を形成し、表面に電極パターン、裏面に
ヒーターパターンを加工してそれぞれ静電チャック用電
極、発熱層とした。
で反応させて直径 160mm、厚さ１mmの熱分解窒化硼素製
円板を作ったのち、この上でメタンガスを 1,800℃、５
Torrの条件下で熱分解してこの上に厚さ40μｍの熱分解
グラファイト層を形成し、表面に電極パターン、裏面に
ヒーターパターンを加工してそれぞれ静電チャック用電
極、発熱層とした。
【００１７】ついで、この上でアンモニアと三塩化硼素
とを 2,000℃、10Torrの条件下で反応させて、この上に
厚さ 100μｍの熱分解窒化硼素被覆層を設けて静電チャ
ック付セラミックスヒーターを作ったところ、この支持
基材と静電チャック用電極との線膨張係数の差、支持基
材と発熱層との線膨張係数の差、静電チャック用電極と
被覆層との線膨張係数の差および発熱層と被覆層との線
膨張係数の差がともに0.9×10-6／℃となったので、こ
のものを室温から 1,100℃まで 100回昇温、降温を繰り
返したところ、このものはチャック力の低下はなく、ま
た支持基材、静電チャック用電極、発熱層、被覆層がそ
の接合部で剥離することはなかった。
とを 2,000℃、10Torrの条件下で反応させて、この上に
厚さ 100μｍの熱分解窒化硼素被覆層を設けて静電チャ
ック付セラミックスヒーターを作ったところ、この支持
基材と静電チャック用電極との線膨張係数の差、支持基
材と発熱層との線膨張係数の差、静電チャック用電極と
被覆層との線膨張係数の差および発熱層と被覆層との線
膨張係数の差がともに0.9×10-6／℃となったので、こ
のものを室温から 1,100℃まで 100回昇温、降温を繰り
返したところ、このものはチャック力の低下はなく、ま
た支持基材、静電チャック用電極、発熱層、被覆層がそ
の接合部で剥離することはなかった。
【００１８】実施例２ アンモニアと四塩化珪素とを 1,400℃、５Torrの条件下
で反応させて直径 160mm、厚さ１mmの化学気相蒸着法に
よる窒化珪素製円板を作り、この上でメチルトリクロロ
シランを 1,200℃、３Torrの条件下で熱分解してこの上
に厚さ 100μｍの化学気相蒸着法による炭化珪素層を形
成し、表面に電極パターン、裏面にヒーターパターンを
加工してそれぞれ静電チャック用電極、発熱層とした。
で反応させて直径 160mm、厚さ１mmの化学気相蒸着法に
よる窒化珪素製円板を作り、この上でメチルトリクロロ
シランを 1,200℃、３Torrの条件下で熱分解してこの上
に厚さ 100μｍの化学気相蒸着法による炭化珪素層を形
成し、表面に電極パターン、裏面にヒーターパターンを
加工してそれぞれ静電チャック用電極、発熱層とした。
【００１９】ついで、この上でアンモニアと四塩化珪素
とを 1,400℃、５Torrの条件下で反応させて、この上に
厚さ 150μｍの化学気相蒸着法による窒化珪素被覆層を
設けて静電チャック付セラミックスヒーターを作ったと
ころ、この支持基材と静電チャック用電極との線膨張係
数の差、支持基材と発熱層との線膨張係数の差、静電チ
ャック用電極と被覆層との線膨張係数の差および発熱層
と被覆層との線膨張係数の差がともに 0.8×10-6／℃と
なったので、このものを室温から 1,100℃まで100回昇
温、降温を繰り返したが、このものはチャック力の低下
はなく、また支持基材、静電チャック用電極、発熱層、
被覆層がその接合部で剥離することはなかった。
とを 1,400℃、５Torrの条件下で反応させて、この上に
厚さ 150μｍの化学気相蒸着法による窒化珪素被覆層を
設けて静電チャック付セラミックスヒーターを作ったと
ころ、この支持基材と静電チャック用電極との線膨張係
数の差、支持基材と発熱層との線膨張係数の差、静電チ
ャック用電極と被覆層との線膨張係数の差および発熱層
と被覆層との線膨張係数の差がともに 0.8×10-6／℃と
なったので、このものを室温から 1,100℃まで100回昇
温、降温を繰り返したが、このものはチャック力の低下
はなく、また支持基材、静電チャック用電極、発熱層、
被覆層がその接合部で剥離することはなかった。
【００２０】実施例３ アンモニアと四塩化珪素とを 1,400℃、５Torrの条件下
で反応させて直径 160mm、厚さ１mmの化学気相蒸着法に
よる窒化珪素製円板を作ったのち、この上でメタンガス
を 2,100℃、10Torrの条件下で熱分解してこの上に厚さ
60μｍの熱分解グラファイト層を形成し、表面に電極パ
ターン、裏面にヒーターパターンを加工してそれぞれ静
電チャック用電極、発熱層とした。
で反応させて直径 160mm、厚さ１mmの化学気相蒸着法に
よる窒化珪素製円板を作ったのち、この上でメタンガス
を 2,100℃、10Torrの条件下で熱分解してこの上に厚さ
60μｍの熱分解グラファイト層を形成し、表面に電極パ
ターン、裏面にヒーターパターンを加工してそれぞれ静
電チャック用電極、発熱層とした。
【００２１】ついで、この上でアンモニアと四塩化珪素
とを 1,400℃、５Torrの条件下で反応させて、この上に
厚さ 100μｍの化学気相蒸着法による窒化珪素被覆層を
設けて静電チャック付セラミックスヒーターを作ったと
ころ、この支持基材と静電チャック用電極との線膨張係
数の差、支持基材と発熱層との線膨張係数の差、静電チ
ャック用電極と被覆層との線膨張係数の差および発熱層
と被覆層との線膨張係数の差がともに 1.0×10-6／℃と
なったので、このものを室温から 1,100℃まで100回昇
温、降温を繰り返したが、このものはチャック力の低下
はなく、また支持基材、静電チャック用電極、発熱層、
被覆層がその接合部で剥離することはなかった。
とを 1,400℃、５Torrの条件下で反応させて、この上に
厚さ 100μｍの化学気相蒸着法による窒化珪素被覆層を
設けて静電チャック付セラミックスヒーターを作ったと
ころ、この支持基材と静電チャック用電極との線膨張係
数の差、支持基材と発熱層との線膨張係数の差、静電チ
ャック用電極と被覆層との線膨張係数の差および発熱層
と被覆層との線膨張係数の差がともに 1.0×10-6／℃と
なったので、このものを室温から 1,100℃まで100回昇
温、降温を繰り返したが、このものはチャック力の低下
はなく、また支持基材、静電チャック用電極、発熱層、
被覆層がその接合部で剥離することはなかった。
【００２２】実施例４ 窒化硼素粉末と窒化アルミニウム粉末を３対１の割合で
混合したのち、 1,900℃、200kgf/cm2の条件下で焼結
し、直径 200mm、厚さ１mmの窒化硼素と窒化アルミニウ
ムの混合焼結体からなる円板を作ったのち、この上でメ
タンガスを 2,100℃、５Torrの条件下で熱分解してこの
上に厚さ 100μｍの熱分解グラファイト層を形成し、表
面に電極パターン、裏面にヒーターパターンを加工して
それぞれ静電チャック用電極、発熱層とした。
混合したのち、 1,900℃、200kgf/cm2の条件下で焼結
し、直径 200mm、厚さ１mmの窒化硼素と窒化アルミニウ
ムの混合焼結体からなる円板を作ったのち、この上でメ
タンガスを 2,100℃、５Torrの条件下で熱分解してこの
上に厚さ 100μｍの熱分解グラファイト層を形成し、表
面に電極パターン、裏面にヒーターパターンを加工して
それぞれ静電チャック用電極、発熱層とした。
【００２３】ついで、この上でアンモニアと三塩化硼素
とを 1,800℃、５Torrの条件下で反応させて、この上に
厚さ 200μｍの熱分解窒化硼素被覆層を設けて静電チャ
ック付セラミックスヒーターを作ったところ、この支持
基材と静電チャック用電極との線膨張係数の差、支持基
材と発熱層との線膨張係数の差がともに 0.7×10-6／
℃、静電チャック用電極と被覆層との線膨張係数の差お
よび発熱層と被覆層との線膨張係数の差がともに 0.9×
10-6／℃となったので、このものを室温から 1,100℃ま
で 100回昇温、降温を繰り返したが、このものはチャッ
ク力の低下はなく、また支持基材、静電チャック用電
極、発熱層、被覆層がその接合部で剥離することはなか
った。
とを 1,800℃、５Torrの条件下で反応させて、この上に
厚さ 200μｍの熱分解窒化硼素被覆層を設けて静電チャ
ック付セラミックスヒーターを作ったところ、この支持
基材と静電チャック用電極との線膨張係数の差、支持基
材と発熱層との線膨張係数の差がともに 0.7×10-6／
℃、静電チャック用電極と被覆層との線膨張係数の差お
よび発熱層と被覆層との線膨張係数の差がともに 0.9×
10-6／℃となったので、このものを室温から 1,100℃ま
で 100回昇温、降温を繰り返したが、このものはチャッ
ク力の低下はなく、また支持基材、静電チャック用電
極、発熱層、被覆層がその接合部で剥離することはなか
った。
【００２４】比較例 アンモニアと三塩化硼素とを 1,900℃、10Torrの条件下
で反応させて直径 160mm、厚さ１mmの熱分解窒化硼素製
円板を作ったのち、この上でメタンガスを 2,200℃、５
Torrの条件下で熱分解してこの上に厚さ40μｍの熱分解
グラファイト層を形成し、表面に電極パターン、裏面に
ヒーターパターンを加工してそれぞれ静電チャック用電
極、発熱層とした。
で反応させて直径 160mm、厚さ１mmの熱分解窒化硼素製
円板を作ったのち、この上でメタンガスを 2,200℃、５
Torrの条件下で熱分解してこの上に厚さ40μｍの熱分解
グラファイト層を形成し、表面に電極パターン、裏面に
ヒーターパターンを加工してそれぞれ静電チャック用電
極、発熱層とした。
【００２５】ついで、この上でアンモニアと三塩化硼素
とを 1,900℃、５Torrの条件下で反応させて、この上に
厚さ 100μｍの熱分解窒化硼素被覆層を設けて静電チャ
ック付セラミックスヒーターを作ったところ、この支持
基材と静電チャック用電極との線膨張係数の差、支持基
材と発熱層との線膨張係数の差、静電チャック用電極と
被覆層との線膨張係数の差および発熱層と被覆層との線
膨張係数の差がともに1.2×10-6／℃となったが、この
ものを実施例１と同様に試験したところ、これは13回昇
温、降温を繰り返したところで支持基材と静電チャック
用電極の接合部で剥離が発生した。
とを 1,900℃、５Torrの条件下で反応させて、この上に
厚さ 100μｍの熱分解窒化硼素被覆層を設けて静電チャ
ック付セラミックスヒーターを作ったところ、この支持
基材と静電チャック用電極との線膨張係数の差、支持基
材と発熱層との線膨張係数の差、静電チャック用電極と
被覆層との線膨張係数の差および発熱層と被覆層との線
膨張係数の差がともに1.2×10-6／℃となったが、この
ものを実施例１と同様に試験したところ、これは13回昇
温、降温を繰り返したところで支持基材と静電チャック
用電極の接合部で剥離が発生した。
【００２６】
【発明の効果】本発明は静電チャック付セラミックスヒ
ーターに関するものであり、これは前記したように電気
絶縁性セラミックスからなる支持基材の表面に導電性セ
ラミックスからなる静電チャック用電極を接合すると共
に、裏面に導電性セラミックスからなる発熱層を接合
し、それらの上に電気絶縁性セラミックスからなる被覆
層を設けてなる静電チャック付セラミックスヒーターに
おいて、該支持基材と該静電チャック用電極との線膨張
係数の差、該支持基材と該発熱層との線膨張係数の差、
該静電チャック用電極と該被覆層との線膨張係数の差お
よび該発熱層と該被覆層との線膨張係数の差をともに１
×10-6／℃以下としてなることを特徴とするものである
が、このものは支持基材と静電チャック用電極との線膨
張係数の差、支持基材と発熱層との線膨張係数の差、静
電チャック用電極と被覆層との線膨張係数の差および発
熱層と被覆層との線膨張係数の差がともに１×10-6／℃
以下となり、両者の線膨張係数の差により発生する反り
はチャック力に影響を及ぼさない程小さく、また接合部
の熱応力がその接合強度より小さいものとなるので、こ
の静電チャック付セラミックスヒーターはこれを常温か
ら 1,100℃までの昇温、降温を繰り返してもその温度変
化によってこのチャック力が低下したり、支持基材、静
電チャック用電極、発熱層、被覆層がその接合部で剥離
することがなく、したがってこの静電チャック付セラミ
ックスヒーターはチャック力が強く寿命の長いものにな
るという有利性が与えられる。
ーターに関するものであり、これは前記したように電気
絶縁性セラミックスからなる支持基材の表面に導電性セ
ラミックスからなる静電チャック用電極を接合すると共
に、裏面に導電性セラミックスからなる発熱層を接合
し、それらの上に電気絶縁性セラミックスからなる被覆
層を設けてなる静電チャック付セラミックスヒーターに
おいて、該支持基材と該静電チャック用電極との線膨張
係数の差、該支持基材と該発熱層との線膨張係数の差、
該静電チャック用電極と該被覆層との線膨張係数の差お
よび該発熱層と該被覆層との線膨張係数の差をともに１
×10-6／℃以下としてなることを特徴とするものである
が、このものは支持基材と静電チャック用電極との線膨
張係数の差、支持基材と発熱層との線膨張係数の差、静
電チャック用電極と被覆層との線膨張係数の差および発
熱層と被覆層との線膨張係数の差がともに１×10-6／℃
以下となり、両者の線膨張係数の差により発生する反り
はチャック力に影響を及ぼさない程小さく、また接合部
の熱応力がその接合強度より小さいものとなるので、こ
の静電チャック付セラミックスヒーターはこれを常温か
ら 1,100℃までの昇温、降温を繰り返してもその温度変
化によってこのチャック力が低下したり、支持基材、静
電チャック用電極、発熱層、被覆層がその接合部で剥離
することがなく、したがってこの静電チャック付セラミ
ックスヒーターはチャック力が強く寿命の長いものにな
るという有利性が与えられる。
【図１】本発明の静電チャック付セラミックスヒーター
の一例の縦断面図を示したものである。
の一例の縦断面図を示したものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０４Ｂ 41/89 Ｚ Ｈ０１Ｌ 21/265 21/027 21/324 Ｍ Ｈ０２Ｎ 13/00 Ｄ Ｈ０５Ｂ 3/14 Ｃ 7512−3Ｋ (72)発明者 長尾 貴章 群馬県安中市磯部２丁目13番１号 信越化 学工業株式会社精密機能材料研究所内 (72)発明者 掛川 健 群馬県安中市磯部２丁目13番１号 信越化 学工業株式会社精密機能材料研究所内 (72)発明者 荒見 淳一 東京都港区赤坂５丁目３番６号 東京エレ クトロン株式会社内 (72)発明者 石川 賢治 東京都港区赤坂５丁目３番６号 東京エレ クトロン株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 電気絶縁性セラミックスからなる支持基
材の表面に導電性セラミックスからなる静電チャック用
電極を接合すると共に、裏面に導電性セラミックスから
なる発熱層を接合し、それらの上に電気絶縁性セラミッ
クスからなる被覆層を設けてなる静電チャック付セラミ
ックスヒーターにおいて、該支持基材と該静電チャック
用電極との線膨張係数の差、該支持基材と該発熱層との
線膨張係数の差、該静電チャック用電極と該被覆層との
線膨張係数の差および該発熱層と該被覆層との線膨張係
数の差をともに１×10-6／℃以下としてなることを特徴
とする静電チャック付セラミックスヒーター。 - 【請求項２】 該支持基材と該被覆層が窒化硼素、窒化
硼素と窒化アルミニウムの混合物または窒化珪素であ
り、該静電チャック用電極および該発熱層がグラファイ
トまたは炭化珪素である請求項１記載の静電チャック付
セラミックスヒーター。 - 【請求項３】 該静電チャック用電極、該発熱層および
該被覆層が化学気相蒸着法で製造される請求項２記載の
静電チャック付セラミックスヒーター。 - 【請求項４】 該被覆層上に拡散防止層が接合されてな
る請求項１又は２記載の静電チャック付セラミックスヒ
ーター。 - 【請求項５】 該拡散防止層が酸化珪素または窒化珪素
である請求項４記載の静電チャック付セラミックスヒー
ター。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31639694A JPH07297267A (ja) | 1993-12-27 | 1994-12-20 | 静電チャック付セラミックスヒーター |
| KR1019940037553A KR950021341A (ko) | 1993-12-27 | 1994-12-27 | 정전척크 부착 세라믹 히터 |
| TW084100159A TW289129B (ja) | 1993-12-27 | 1995-01-10 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5-330879 | 1993-12-27 | ||
| JP33087993 | 1993-12-27 | ||
| JP31639694A JPH07297267A (ja) | 1993-12-27 | 1994-12-20 | 静電チャック付セラミックスヒーター |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07297267A true JPH07297267A (ja) | 1995-11-10 |
Family
ID=26568639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31639694A Pending JPH07297267A (ja) | 1993-12-27 | 1994-12-20 | 静電チャック付セラミックスヒーター |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07297267A (ja) |
| KR (1) | KR950021341A (ja) |
| TW (1) | TW289129B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3439427A1 (en) * | 2017-07-31 | 2019-02-06 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Structure, planar heater including the same, heating device including the planar heater, and method of preparing the structure |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100477388B1 (ko) * | 2002-08-26 | 2005-03-17 | 주성엔지니어링(주) | 웨이퍼 공정용 히터블록 |
| DE202011000090U1 (de) | 2011-01-14 | 2011-04-21 | E-LEAD ELECTRONIC CO., LTD., Shengang Shiang | Fahrzeug-Audiosystem mit auswechselbarem Plug-In-Computer |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03194948A (ja) * | 1989-12-22 | 1991-08-26 | Tokyo Electron Ltd | 静電チャック |
| JPH04358074A (ja) * | 1991-06-03 | 1992-12-11 | Denki Kagaku Kogyo Kk | ホットプレート |
| JPH0513555A (ja) * | 1991-07-01 | 1993-01-22 | Toto Ltd | 静電チヤツク及び静電チヤツクに対する電圧印加方法 |
| JPH0513558A (ja) * | 1990-12-25 | 1993-01-22 | Ngk Insulators Ltd | ウエハー加熱装置及びその製造方法 |
-
1994
- 1994-12-20 JP JP31639694A patent/JPH07297267A/ja active Pending
- 1994-12-27 KR KR1019940037553A patent/KR950021341A/ko active IP Right Grant
-
1995
- 1995-01-10 TW TW084100159A patent/TW289129B/zh not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03194948A (ja) * | 1989-12-22 | 1991-08-26 | Tokyo Electron Ltd | 静電チャック |
| JPH0513558A (ja) * | 1990-12-25 | 1993-01-22 | Ngk Insulators Ltd | ウエハー加熱装置及びその製造方法 |
| JPH04358074A (ja) * | 1991-06-03 | 1992-12-11 | Denki Kagaku Kogyo Kk | ホットプレート |
| JPH0513555A (ja) * | 1991-07-01 | 1993-01-22 | Toto Ltd | 静電チヤツク及び静電チヤツクに対する電圧印加方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3439427A1 (en) * | 2017-07-31 | 2019-02-06 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Structure, planar heater including the same, heating device including the planar heater, and method of preparing the structure |
| US10917942B2 (en) | 2017-07-31 | 2021-02-09 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Structure, planar heater including the same, heating device including the planar heater, and method of preparing the structure |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW289129B (ja) | 1996-10-21 |
| KR950021341A (ko) | 1995-07-26 |
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