JPH07304133A - セラミックス基板およびその製造方法 - Google Patents
セラミックス基板およびその製造方法Info
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- JPH07304133A JPH07304133A JP6099653A JP9965394A JPH07304133A JP H07304133 A JPH07304133 A JP H07304133A JP 6099653 A JP6099653 A JP 6099653A JP 9965394 A JP9965394 A JP 9965394A JP H07304133 A JPH07304133 A JP H07304133A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 本発明は、表面の凹部が極めて少なく、表面
平滑性のすぐれた半導体産業用に有用とされるセラミッ
クス基板およびその製造方法の提供を目的とするもので
ある。 【構成】 本発明のセラミックス基板は、セラミックス
基板の表面を合成石英ガラスで被覆し、この表面を表面
粗さＲａが 0.3μｍ未満に研磨してなることを特徴とす
るものであり、この製造方法はセラミックス基板の表面
に、けい素化合物の火炎加水分解で発生させたシリカ粒
子を堆積し、これを加熱し、ガラス化して合成石英ガラ
スとしたのち、その表面を表面粗さＲａが 0.3μｍ未満
となるように研磨することを特徴とするものである。
平滑性のすぐれた半導体産業用に有用とされるセラミッ
クス基板およびその製造方法の提供を目的とするもので
ある。 【構成】 本発明のセラミックス基板は、セラミックス
基板の表面を合成石英ガラスで被覆し、この表面を表面
粗さＲａが 0.3μｍ未満に研磨してなることを特徴とす
るものであり、この製造方法はセラミックス基板の表面
に、けい素化合物の火炎加水分解で発生させたシリカ粒
子を堆積し、これを加熱し、ガラス化して合成石英ガラ
スとしたのち、その表面を表面粗さＲａが 0.3μｍ未満
となるように研磨することを特徴とするものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はセラミックス基板、特に
は表面の凹部が合成石英ガラスで被覆された、半導体工
業における加熱用、搬送用、チャッキング用治具として
有用とされるセラミックス基板およびその製造方法に関
するものである。
は表面の凹部が合成石英ガラスで被覆された、半導体工
業における加熱用、搬送用、チャッキング用治具として
有用とされるセラミックス基板およびその製造方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年の半導体産業においては、Ｓｉウエ
ハと接触したときの熱コンタクトが有利であることか
ら、加熱源や搬送用また静電チャック用としてはセラミ
ックス基板を用いることが一般的となっている。しか
し、このセラミックス基板はこの表面を研磨すると、こ
の基板の表面に脱粒が発生し、表面に凹部の欠陥が生じ
易く、この凹部は熱コンタクトを妨げる原因となるほ
か、この凹部にゴミがトラップされると、クリーン度が
必要とされる半導体用途においてこれに接触したＳｉウ
エハの汚染源になるという問題点があった。
ハと接触したときの熱コンタクトが有利であることか
ら、加熱源や搬送用また静電チャック用としてはセラミ
ックス基板を用いることが一般的となっている。しか
し、このセラミックス基板はこの表面を研磨すると、こ
の基板の表面に脱粒が発生し、表面に凹部の欠陥が生じ
易く、この凹部は熱コンタクトを妨げる原因となるほ
か、この凹部にゴミがトラップされると、クリーン度が
必要とされる半導体用途においてこれに接触したＳｉウ
エハの汚染源になるという問題点があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】そのため、これについ
てはこの凹部を極めて小さくするための精密研磨技術な
ども提案されているが、あまり大きな効果は得られてい
ない。また、これについてはこのセラミックス基板表面
の凹部に金属粉末ペーストを充填し、焼成、焼付けして
から、平滑度Ｒａが 0.4μｍ以下の平滑面を得るように
研磨する方法も提案されている（特開平5-148067号公報
参照）が、これには本来絶縁物であるセラミックス表面
が金属層を有してしまうために新しい問題が発生し、絶
縁用途での使用が問題とされている。
てはこの凹部を極めて小さくするための精密研磨技術な
ども提案されているが、あまり大きな効果は得られてい
ない。また、これについてはこのセラミックス基板表面
の凹部に金属粉末ペーストを充填し、焼成、焼付けして
から、平滑度Ｒａが 0.4μｍ以下の平滑面を得るように
研磨する方法も提案されている（特開平5-148067号公報
参照）が、これには本来絶縁物であるセラミックス表面
が金属層を有してしまうために新しい問題が発生し、絶
縁用途での使用が問題とされている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような不
利、問題点を解決したセラミックス基板およびその製造
方法に関するものであり、このセラミックス基板はセラ
ミックス基板の表面を合成石英ガラスで被覆し、この表
面を表面粗さＲａが 0.3μｍ未満に研磨してなることを
特徴とするものであり、この製造方法はセラミックス表
面に存在する凹部に、けい素化合物の火炎加水分解で発
生させたシリカ微粒子を堆積し、これを加熱し、ガラス
化して合成石英ガラスとしたのち、この石英ガラス表面
を表面粗さＲａが 0.3μｍ未満の平滑面となるように研
磨することを特徴とするものである。
利、問題点を解決したセラミックス基板およびその製造
方法に関するものであり、このセラミックス基板はセラ
ミックス基板の表面を合成石英ガラスで被覆し、この表
面を表面粗さＲａが 0.3μｍ未満に研磨してなることを
特徴とするものであり、この製造方法はセラミックス表
面に存在する凹部に、けい素化合物の火炎加水分解で発
生させたシリカ微粒子を堆積し、これを加熱し、ガラス
化して合成石英ガラスとしたのち、この石英ガラス表面
を表面粗さＲａが 0.3μｍ未満の平滑面となるように研
磨することを特徴とするものである。
【０００５】すなわち、本発明者らは特に半導体産業に
使用されるセラミックス基板を開発すべく種々検討した
結果、これについては公知の方法で製造したセラミック
ス基板表面を研磨したのち、この凹部に合成石英ガラス
層を被覆し、この表面を研磨すれば、このセラミックス
基板は表面の凹部が極めて少ないので、これと接触する
Ｓｉウエハの熱コンタクトも極めてスムーズになるし、
また汚染の発生という問題も回避されるということを見
出し、この合成石英ガラス層の形成はけい素化合物の火
炎加水分解で発生させたシリカ微粒子をこの凹部に堆積
し、これを焼成、ガラス化させればよいし、この表面も
表面粗さが 0.3μｍ未満となるように研磨すればよく、
これによれば利用分野が広く、エネルギーの有効利用に
も大きく寄与できるセラミックス基板の得られることを
確認して本発明を完成させた。以下にこれをさらに詳述
する。
使用されるセラミックス基板を開発すべく種々検討した
結果、これについては公知の方法で製造したセラミック
ス基板表面を研磨したのち、この凹部に合成石英ガラス
層を被覆し、この表面を研磨すれば、このセラミックス
基板は表面の凹部が極めて少ないので、これと接触する
Ｓｉウエハの熱コンタクトも極めてスムーズになるし、
また汚染の発生という問題も回避されるということを見
出し、この合成石英ガラス層の形成はけい素化合物の火
炎加水分解で発生させたシリカ微粒子をこの凹部に堆積
し、これを焼成、ガラス化させればよいし、この表面も
表面粗さが 0.3μｍ未満となるように研磨すればよく、
これによれば利用分野が広く、エネルギーの有効利用に
も大きく寄与できるセラミックス基板の得られることを
確認して本発明を完成させた。以下にこれをさらに詳述
する。
【０００６】
【作用】本発明はセラミックス基板およびその製造方法
に関するものであり、このセラミックス基板は前記した
ようにセラミックス基板の表面を合成石英ガラス層で被
覆し、この表面を表面粗さＲａが 0.3μｍ未満に研磨し
たものであり、この製造方法はセラミックス基板表面に
存在する凹部に、けい素化合物の火炎加水分解で発生さ
せたシリカ微粒子を堆積し、これを加熱し、ガラス化し
て合成石英ガラス層としたのち、この石英ガラス表面を
表面粗さＲａが 0.3μｍ未満の平滑面となるように研磨
してなることを特徴とするものであるが、このセラミッ
クス基板には表面の凹部が極めて少ないのでこれと接触
するＳｉウエハの熱コンタクトがスムーズになるし、汚
染の発生も回避されるという有利性が与えられる。
に関するものであり、このセラミックス基板は前記した
ようにセラミックス基板の表面を合成石英ガラス層で被
覆し、この表面を表面粗さＲａが 0.3μｍ未満に研磨し
たものであり、この製造方法はセラミックス基板表面に
存在する凹部に、けい素化合物の火炎加水分解で発生さ
せたシリカ微粒子を堆積し、これを加熱し、ガラス化し
て合成石英ガラス層としたのち、この石英ガラス表面を
表面粗さＲａが 0.3μｍ未満の平滑面となるように研磨
してなることを特徴とするものであるが、このセラミッ
クス基板には表面の凹部が極めて少ないのでこれと接触
するＳｉウエハの熱コンタクトがスムーズになるし、汚
染の発生も回避されるという有利性が与えられる。
【０００７】本発明のセラミックス基板はアルミナ（Al
2O3 ）、窒化アルミナ（ＡｌＮ）、窒化ほう素（Ｂ
Ｎ）、熱分解窒化ほう素（ＰＢＮ）、窒化けい素（Si3N
4 ）、サイアロン、ＡｌＮ／ＢＮコンポジットから選択
される少なくとも１種のものから製造されたものとされ
るが、このものはＡｇ−Ｐｔ、炭素などの抵抗体層とＡ
ｌＮ、Al2O3 、ＢＮ、ＰＢＮ、Si3N4 などの絶縁体層と
からなるヒーター、またＷ、Ｍｏなどの導電体層とＡｌ
Ｎ、Al2O3 、ＢＮ、Si3N4 などの誘電体層とからなる静
電チャックを構成するものであってもよい。なお、この
セラミックス基板は予め研磨されるが、これは表面平滑
度が 1.0μｍのものになるようにすればよい。
2O3 ）、窒化アルミナ（ＡｌＮ）、窒化ほう素（Ｂ
Ｎ）、熱分解窒化ほう素（ＰＢＮ）、窒化けい素（Si3N
4 ）、サイアロン、ＡｌＮ／ＢＮコンポジットから選択
される少なくとも１種のものから製造されたものとされ
るが、このものはＡｇ−Ｐｔ、炭素などの抵抗体層とＡ
ｌＮ、Al2O3 、ＢＮ、ＰＢＮ、Si3N4 などの絶縁体層と
からなるヒーター、またＷ、Ｍｏなどの導電体層とＡｌ
Ｎ、Al2O3 、ＢＮ、Si3N4 などの誘電体層とからなる静
電チャックを構成するものであってもよい。なお、この
セラミックス基板は予め研磨されるが、これは表面平滑
度が 1.0μｍのものになるようにすればよい。
【０００８】このセラミックス基板には本発明によりこ
の表面に合成石英ガラスからなる被覆層が形成されるの
であるが、この合成石英ガラス層の形成はセラミックス
基板の表面にけい素化合物の火炎加水分解で発生させた
シリカ微粒子を堆積し、これを加熱、ガラス化すること
によって行えばよい。このけい素化合物としては SiC
l4、SiH3Cl、SiH2Cl2 、SiHCl3などが例示されるが、こ
れは SiCl4とすればよく、これは水素ガスと酸素ガスを
供給する酸水素火炎バーナー中で火炎加水分解させれば
よい。この SiCl4の火炎加水分解で発生させたシリカ微
粒子はセラミックス基板表面に堆積されるが、これは
1,200〜 1,600℃、好ましくは 1,400〜 1,600℃に加熱
すれば透明な合成石英ガラスとなるので、セラミックス
基板の研磨で発生した凹部はこの溶融した合成石英ガラ
スで充填されて、ここに合成石英ガラス層が形成され
る。
の表面に合成石英ガラスからなる被覆層が形成されるの
であるが、この合成石英ガラス層の形成はセラミックス
基板の表面にけい素化合物の火炎加水分解で発生させた
シリカ微粒子を堆積し、これを加熱、ガラス化すること
によって行えばよい。このけい素化合物としては SiC
l4、SiH3Cl、SiH2Cl2 、SiHCl3などが例示されるが、こ
れは SiCl4とすればよく、これは水素ガスと酸素ガスを
供給する酸水素火炎バーナー中で火炎加水分解させれば
よい。この SiCl4の火炎加水分解で発生させたシリカ微
粒子はセラミックス基板表面に堆積されるが、これは
1,200〜 1,600℃、好ましくは 1,400〜 1,600℃に加熱
すれば透明な合成石英ガラスとなるので、セラミックス
基板の研磨で発生した凹部はこの溶融した合成石英ガラ
スで充填されて、ここに合成石英ガラス層が形成され
る。
【０００９】この合成石英ガラス層を設けたセラミック
ス基板は図１に示されたものとされる。図１は本発明の
セラミックス基板の縦断面図を示したものであるが、こ
れにはセラミックス基板１の表面を合成石英ガラス２で
被覆すると、この合成石英ガラス２がセラミックス基板
１を研磨したときに発生した凹部３に充填されるので、
これが凹部の極めて少ないものになるということが例示
されている。
ス基板は図１に示されたものとされる。図１は本発明の
セラミックス基板の縦断面図を示したものであるが、こ
れにはセラミックス基板１の表面を合成石英ガラス２で
被覆すると、この合成石英ガラス２がセラミックス基板
１を研磨したときに発生した凹部３に充填されるので、
これが凹部の極めて少ないものになるということが例示
されている。
【００１０】本発明のセラミックス基板はこれが半導体
産業用のヒーター、静電チャックなどに使用するもので
あることから、この表面が平滑であることが要求される
ので、このものはついでこの合成石英ガラス面が研磨さ
れるのであるが、これはダイヤモンド粒子で研磨すれば
よい。この研磨は１〜２時間行えばよく、これによれば
その表面粗さＲａが 0.3μｍ未満の平滑度をもつものを
得ることができる。
産業用のヒーター、静電チャックなどに使用するもので
あることから、この表面が平滑であることが要求される
ので、このものはついでこの合成石英ガラス面が研磨さ
れるのであるが、これはダイヤモンド粒子で研磨すれば
よい。この研磨は１〜２時間行えばよく、これによれば
その表面粗さＲａが 0.3μｍ未満の平滑度をもつものを
得ることができる。
【００１１】
【実施例】つぎに本発明の実施例、比較例をあげる。 実施例、比較例 窒化アルミニウム粉末95重量％とイットリア５重量％と
の混合物 100重量部にブチラール樹脂10重量部、トリク
ロロエチレン50重量部、エタノール８重量部、ジオクチ
ルフタレート２重量部を添加したのち、ボールミルで40
時間混合してスラリーを作成し、これを脱泡機にかけて
溶剤を１部揮散させて粘度が30,000cpsのものとした。
の混合物 100重量部にブチラール樹脂10重量部、トリク
ロロエチレン50重量部、エタノール８重量部、ジオクチ
ルフタレート２重量部を添加したのち、ボールミルで40
時間混合してスラリーを作成し、これを脱泡機にかけて
溶剤を１部揮散させて粘度が30,000cpsのものとした。
【００１２】ついで、このスラリーからドクターブレー
ドを用いて厚さが 1.0mmのグリーンシートを作り、これ
から直径 180mmφの円板１枚を切り出し、この円板を窒
素ガス雰囲気中において 1,850℃で３時間焼成して窒化
アルミニウム基板を製作したのち、この窒化アルミニウ
ム基板をダイヤモンド粒子で２時間研磨し、この基板上
に四塩化けい素、酸素、水素を供給した酸水素火炎中の
火炎加水分解で発生したシリカ微粉末を堆積させてシリ
カ多孔質層を形成させ、これをアルゴン気流中において
1,400℃で焼成して厚さ 100μｍの合成石英ガラス層を
形成させた。
ドを用いて厚さが 1.0mmのグリーンシートを作り、これ
から直径 180mmφの円板１枚を切り出し、この円板を窒
素ガス雰囲気中において 1,850℃で３時間焼成して窒化
アルミニウム基板を製作したのち、この窒化アルミニウ
ム基板をダイヤモンド粒子で２時間研磨し、この基板上
に四塩化けい素、酸素、水素を供給した酸水素火炎中の
火炎加水分解で発生したシリカ微粉末を堆積させてシリ
カ多孔質層を形成させ、これをアルゴン気流中において
1,400℃で焼成して厚さ 100μｍの合成石英ガラス層を
形成させた。
【００１３】つぎにこの基板の合成石英ガラス層をダイ
ヤモンド粒子で30時間研磨したところ、表面粗さＲａが
0.1μｍ以下のものが得られたので、この基板の上に直
径が６”φであるＳｉウエハを静置し、真空チャンバー
内でパーティクル測定を行なったところ、リファレンス
のＳｉウエハとの差は生じなかったし、このＳｉウエハ
を接触させたままでの窒化アルミニウム基板との接触品
の熱伝導率値を測定したところ、145W/m・kであった。
ヤモンド粒子で30時間研磨したところ、表面粗さＲａが
0.1μｍ以下のものが得られたので、この基板の上に直
径が６”φであるＳｉウエハを静置し、真空チャンバー
内でパーティクル測定を行なったところ、リファレンス
のＳｉウエハとの差は生じなかったし、このＳｉウエハ
を接触させたままでの窒化アルミニウム基板との接触品
の熱伝導率値を測定したところ、145W/m・kであった。
【００１４】しかし、比較のために合成石英ガラス層を
設けない窒化アルミニウム基板を用いて上記と同様の試
験を行なったところ、このパーティクルチェックではリ
ファレンスと比較して 100個もの増加が認められ、また
その熱伝導値も100W/m・kであった。
設けない窒化アルミニウム基板を用いて上記と同様の試
験を行なったところ、このパーティクルチェックではリ
ファレンスと比較して 100個もの増加が認められ、また
その熱伝導値も100W/m・kであった。
【００１５】
【発明の効果】本発明はセラミックス基板およびその製
造方法に関するものであり、このセラミックス基板は前
記したようにその表面を合成石英ガラス層で被覆し、こ
の表面を表面粗さＲａが 0.3μｍ未満に研磨してなるこ
とを特徴とするものであり、この製造方法はセラミック
ス基板の表面凹部にけい素化合物の火炎加水分解で発生
させたシリカ微粒子を堆積し、これを加熱し、ガラス化
して合成石英ガラス層としたのち、この表面を研磨する
ことを特徴とするものであるが、このものは表面の凹部
が合成石英ガラスで被覆されており、この表面粗さＲａ
も 0.3μｍ未満と小さいので、これを半導体産業に使用
したときにＳｉウエハとの熱コンタクトも極めてスムー
ズとなり、汚染の発生も回避できるという有利性が与え
られる。
造方法に関するものであり、このセラミックス基板は前
記したようにその表面を合成石英ガラス層で被覆し、こ
の表面を表面粗さＲａが 0.3μｍ未満に研磨してなるこ
とを特徴とするものであり、この製造方法はセラミック
ス基板の表面凹部にけい素化合物の火炎加水分解で発生
させたシリカ微粒子を堆積し、これを加熱し、ガラス化
して合成石英ガラス層としたのち、この表面を研磨する
ことを特徴とするものであるが、このものは表面の凹部
が合成石英ガラスで被覆されており、この表面粗さＲａ
も 0.3μｍ未満と小さいので、これを半導体産業に使用
したときにＳｉウエハとの熱コンタクトも極めてスムー
ズとなり、汚染の発生も回避できるという有利性が与え
られる。
【図１】本発明のセラミックス基板の縦断面図を示した
ものである。
ものである。
１…セラミックス基板 ２…合成石英ガラス ３…凹部
Claims (6)
- 【請求項１】 セラミックス基板の表面を合成石英ガラ
スで被覆し、この表面を表面粗さＲａが 0.3μｍ未満に
研磨してなることを特徴とするセラミックス基板。 - 【請求項２】 セラミックス基板に存在する凹部に、け
い素化合物の火炎加水分解で発生させたシリカ粒子を堆
積し、これを加熱し、ガラス化して石英ガラス層とした
のち、この石英ガラス表面を表面粗さＲａが 0.3μｍ未
満の平滑面となるように研磨することを特徴とするセラ
ミックス基板の製造方法。 - 【請求項３】 セラミックス基板が少なくとも抵抗体層
と絶縁体層とからなるヒーターである請求項１に記載し
たセラミックス基板。 - 【請求項４】 セラミックス基板が少なくとも導電体層
と誘電体層とからなる静電チャックである請求項１に記
載したセラミックス基板。 - 【請求項５】 セラミックス基板が少なくとも抵抗体層
と絶縁体層とからなるヒーターと、少なくとも導電体層
と誘電体層とからなる静電チャックである請求項１に記
載したセラミックス基板。 - 【請求項６】 絶縁体層および誘電体層がＡｌＮ、Al2O
3 、ＢＮ、熱分解ＢＮ（ＰＢＮ）、Si3N4 、サイアロ
ン、Ａｌ／ＢＮコンポジットの少なくとも１種である請
求項３、４または５に記載したセラミックス基板。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6099653A JPH07304133A (ja) | 1994-05-13 | 1994-05-13 | セラミックス基板およびその製造方法 |
| KR1019950011751A KR950032012A (ko) | 1994-05-13 | 1995-05-12 | 실리카 유리 코팅 세라믹 기판 및 이의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6099653A JPH07304133A (ja) | 1994-05-13 | 1994-05-13 | セラミックス基板およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07304133A true JPH07304133A (ja) | 1995-11-21 |
Family
ID=14253020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6099653A Pending JPH07304133A (ja) | 1994-05-13 | 1994-05-13 | セラミックス基板およびその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07304133A (ja) |
| KR (1) | KR950032012A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007020872A1 (ja) * | 2005-08-19 | 2007-02-22 | Tokyo Electron Limited | 載置台構造、載置台構造の製造方法及び熱処理装置 |
| CN100350571C (zh) * | 2002-04-04 | 2007-11-21 | 东曹株式会社 | 石英玻璃喷镀部件及其制造方法 |
| JP2018536287A (ja) * | 2015-11-17 | 2018-12-06 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | 堆積された表面フィーチャを有する基板支持アセンブリ |
-
1994
- 1994-05-13 JP JP6099653A patent/JPH07304133A/ja active Pending
-
1995
- 1995-05-12 KR KR1019950011751A patent/KR950032012A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100350571C (zh) * | 2002-04-04 | 2007-11-21 | 东曹株式会社 | 石英玻璃喷镀部件及其制造方法 |
| WO2007020872A1 (ja) * | 2005-08-19 | 2007-02-22 | Tokyo Electron Limited | 載置台構造、載置台構造の製造方法及び熱処理装置 |
| KR100974102B1 (ko) * | 2005-08-19 | 2010-08-04 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 탑재대 구조, 탑재대 구조의 제조 방법 및 열처리 장치 |
| JP2018536287A (ja) * | 2015-11-17 | 2018-12-06 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | 堆積された表面フィーチャを有する基板支持アセンブリ |
| US11476146B2 (en) | 2015-11-17 | 2022-10-18 | Applied Materials, Inc. | Substrate support assembly with deposited surface features |
| US11769683B2 (en) | 2015-11-17 | 2023-09-26 | Applied Materials, Inc. | Chamber component with protective ceramic coating containing yttrium, aluminum and oxygen |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR950032012A (ko) | 1995-12-20 |
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