JPH09232409A

JPH09232409A - ウエハ保持装置

Info

Publication number: JPH09232409A
Application number: JP3500496A
Authority: JP
Inventors: Saburo Nagano; 三郎永野
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1996-02-22
Filing date: 1996-02-22
Publication date: 1997-09-05

Abstract

(57)【要約】【課題】プラズマを発生させたハロゲン系腐食性ガス
下、特に塩素系ガス下におけるウエハ保持装置の腐食を
低減し、ウエハへのパーティクルやコンタミネーション
の発生を防止するとともに、長期使用可能なウエハ保持
装置を提供する。【解決手段】半導体ウエハや液晶用ガラス基板などのウ
エハを保持する基体を窒化アルミニウム質焼結体により
形成するとともに、上記基体の表面部を酸化処理した
り、被着でもってハロゲン系腐食性ガスに対し優れた耐
食性を有するアルミナ層を設けてウエハ保持装置を構成
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置や液晶
基板などの製造工程中において、ハロゲン系腐食性ガス
下で半導体ウエハや液晶用ガラス基板などのウエハを保
持するために使用する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、半導体装置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
のウエハに薄膜を形成したり、エッチング加工を施した
りする過程においては、上記ウエハを保持するためにサ
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
ている。

【０００３】例えば、サセプタは円盤状をした基体から
なり、上記基体の保持面にウエハを載置するとともに、
リング状をしたクランプリングでもってウエハの周縁部
を押さえ付けて保持するようにしたものがあり、また、
静電チャックは、円盤状をした基体の内部に電極を埋設
したもので、上記基体の保持面にウエハを載置し、ウエ
ハと電極との間に電圧を印加することで、ウエハを保持
面上に静電吸着させて保持するようにしたものがあっ
た。また、この種のウエハ保持装置にはウエハを加熱す
るために基体の内部に抵抗発熱体を内蔵したものや後付
けによりヒータを設けたもの、さらにはハロゲンランプ
などにより間接的に加熱するようにしたものがあった。

【０００４】そして、これらのウエハ保持装置はプラズ
マを発生させたハロゲン系腐食性ガス下で使用されると
ともに、ウエハを均一に加熱しなければならないことか
ら、基体を耐食性に優れるとともに、高い熱伝導率を有
する材質により形成する必要があり、窒化アルミニウム
質焼結体により形成したものがあった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ハロゲン系
腐食性ガスには主としてフッ素系ガスと塩素系ガスの２
種類が使用されているのであるが、窒化アルミニウム質
焼結体からなるウエハ保持装置はフッ素系ガスに対して
は高い耐食性を有しているものの、塩素系ガスに対して
は短期間のうちに腐食してしまうといった課題があっ
た。

【０００６】これは、ハロゲン系腐食性ガスがフッ素系
ガスである場合、基体の表面を構成する窒化アルミニウ
ムとプラズマによりラジカル化されたフッ素ラジカルと
が反応しＡｌ−Ｆ化合物を形成し、このＡｌ−Ｆ化合物
が保護膜として基体の表面に被覆されることからそれ以
上の反応が起こり難いのに対し、ハロゲン系腐食性ガス
が塩素系ガスである場合には、基体を構成する窒化アル
ミニウムとプラズマによりラジカル化された塩素ラジカ
ルとが反応してＡｌ−Ｃｌ化合物を形成するのである
が、このＡｌ−Ｃｌ化合物は１２４℃の温度においても
１０ｔｏｒｒの蒸気圧を有する物質であるために絶えず
昇華し、基体の表面で上記反応が進むために腐食され易
かった。

【０００７】その為、薄膜形成時は勿論のこと、処理温
度が室温〜３００℃と低いエッチング工程やクリーニン
グ工程においても塩素系ガスにより窒化アルミニウム質
焼結体からなるウエハ保持装置の表面が大きく腐食する
ことからパーティクルやコンタミネーションの原因とな
りウエハに悪影響を与えていた。

【０００８】そこで、本件発明者は塩素系ガスおよびフ
ッ素系ガスに対しても優れた耐食性を有する材質につい
て研究を重ねたところ、アルミナが優れていることを見
出した。

【０００９】即ち、アルミナを構成するＡｌとＯの結合
エネルギーは窒化アルミニウムを構成するＡｌとＮの結
合エネルギーに比べて大きいことから、塩素ラジカルと
の反応が窒化アルミニウムに比べて少なく、昇華し易い
Ａｌ−Ｃｌ化合物の生成を少なくできることから塩素系
ガスに対し優れた耐食性を有していた。しかも、アルミ
ナはフッ素系ガスに対しても窒化アルミニウムと同様に
フッ素ラジカルと反応してＡｌ−Ｆ化合物を形成し、こ
のＡｌ−Ｆ化合物が保護膜として被覆されることから高
い耐食性を有していた。

【００１０】ただし、アルミナは塩素系ガスおよびフッ
素系ガスに対し優れた耐食性を有しているものの、熱伝
導率がそれほど良くなく、基体をアルミナ質焼結体によ
り形成したウエハ保持装置では加熱手段からの熱を速や
かに伝達することができず、保持面に保持したウエハを
均一に加熱することができなかった。

【００１１】

【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、ハロゲン系腐食性ガス下で半導体ウエハや液
晶用ガラス基板などのウエハを保持する基体を窒化アル
ミニウム質焼結体により形成するとともに、上記基体の
表面部にアルミナ層を設けてサセプタや静電チャックな
どのウエハ保持装置を構成したものである。

【００１２】また、本発明は上記アルミナ層を窒化アル
ミニウム質焼結体からなる基体の表面部を酸化処理して
形成したり、基体の表面部に被着でもって形成したもの
であり、上記アルミナ層の層厚みを２μｍ以上としたも
のである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。

【００１４】本発明は、ウエハ保持装置を構成する基体
を優れた熱伝導率を有する窒化アルミニウム質焼結体に
より形成してあることから、ヒータやハロゲンランプな
どの加熱手段による熱を速やかに伝達し、基体の保持面
に保持したウエハを均一に加熱することができる。

【００１５】また、ウエハ保持装置の表面部には酸化処
理を施したり、被着によってハロゲン系腐食性ガス、特
に塩素系ガスに対しても優れた耐食性を有するアルミナ
層を設けてあることから、プラズマを発生させたハロゲ
ン系腐食性ガス下で使用したとしても基体の表面が腐食
を受けることは殆どなく、パーティクルやウエハへのコ
ンタミネーションを防止することができる。特に、酸化
処理を施してアルミナ層を形成したものでは、基体をな
す窒化アルミニウム質焼結体とアルミナ層との間に若干
の熱膨張差があるものの、窒化アルミニウム質焼結体の
アルミニウム（Ａｌ）と大気中の酸素（Ｏ）とを反応さ
せて形成してあるため、加熱手段によりウエハ保持装置
を高温に加熱したとしても剥離の恐れがなく、薄膜形成
時に使用するウエハ保持装置を形成するのに好適であ
る。

【００１６】ただし、ウエハ保持装置の表面部を酸化処
理することによりアルミナ層を形成したウエハ保持装置
を得るには基体を緻密でかつ高純度の窒化アルミニウム
質焼結体により形成することが必要がある。

【００１７】即ち、窒化アルミニウム質焼結体が緻密で
ないと、基体の表面部には微小なボイドが多数存在する
ために塵埃等が溜まり易くパーティクルの発生につなが
り、また、窒化アルミニウム質焼結体の純度が低いと他
に添加している助剤や不純物の量が多くなるために、こ
れらがウエハへのコンタミネーションの原因となり、ウ
エハ上の微小回路パターンの絶縁破壊を生じたり、ある
いはウエハの平坦精度が損なわれることによりウエハに
均一な成膜や高精度の加工を施すことができなくなる恐
れがあるからである。しかも、窒化アルミニウム質焼結
体の純度が低いと酸化処理により形成したアルミナ層中
に多量の不純物が残留し、この不純物がハロゲン系腐食
性ガスと反応することから十分な耐蝕性が得られないと
いった恐れもある。

【００１８】その為、基体を構成する窒化アルミニウム
質焼結体としては純度９９．５％以上、さらに好ましく
は９９．９％以上のものが良い。このような窒化アルミ
ニウム質焼結体中には殆ど粒界相が存在しないためにハ
ロゲン系腐食性ガスに対して腐食され難く、また、熱伝
導率でも６５Ｗ／ｍｋ以上の優れた熱伝導率を有してお
り、ヒータやハロゲンランプなどの加熱手段からの熱を
速やかに伝達し、ウエハを均一に加熱することができ
る。

【００１９】また、緻密度合いを示す相対密度としては
９９．３％以上、さらには９９．５％以上のものが良
く、ハロゲン系腐食性ガス下での耐食性を高めるととも
に、パーティクルの発生を大幅に低減することができ
る。なお、基体を構成する窒化アルミニウム質焼結体の
平均結晶粒子径としては５〜５０μｍ、好ましくは２０
〜３０μｍのものが良い。

【００２０】一方、ウエハ保持装置の表面に被着部でも
ってアルミナ層を形成するには、溶射やＣＶＤ法、ＰＶ
Ｄ法などの薄膜形成手段を用いれば良い。上記薄膜形成
手段により形成したアルミナ層は緻密でかつ不純物が殆
ど含まれていない高純度のアルミナ層からなるため、そ
の表面にはボイドが殆どなくウエハへの塵埃等の付着を
防ぐことができるとともに、ウエハへのコンタミネーシ
ョンを防止することができる。その為、ウエハ上の回路
パターンの絶縁破壊を防ぎ、ウエハに均一な成膜や高精
度の加工を施すことができる。

【００２１】また、被着でもってアルミナ層を形成する
場合、基体を構成する窒化アルミニウム質焼結体として
は、前述した高純度の窒化アルミニウム質焼結体を用い
ることもできるが、基体の表面部にはハロゲン系腐食性
ガスに対し優れた耐食性を有するアルミナ層を設けてあ
るため、上記高純度のものに限らず、ＡｌＮ含有量９
１．０〜９９．５重量％に対し、焼結助剤としてＹ₂Ｏ
₃、Ｅｒ₂Ｏ₃、Ｙｂ₂Ｏ₃などの周期律表３ａ族元素
酸化物を０．５〜９重量％の割合で添加した窒化アルミ
ニウム質焼結体を用いても良い。上記周期律表３ａ族元
素酸化物を添加した窒化アルミニウム質焼結体は熱伝導
率１５０〜１９０Ｗ／ｍｋを有するものとすることがで
きる。さらに焼成過程で上記助剤成分を０．００１〜１
重量％程度にまで揮散させることによって熱伝導率を１
８０〜２５０Ｗ／ｍｋとすることもできる。その為、基
体を構成する材質として助剤を添加した窒化アルミニウ
ム質焼結体を用いれば、ヒータやハロゲンランプなどの
加熱手段により直ちにウエハ保持装置を加熱し、その保
持面に保持するウエハを均一に加熱することができる。

【００２２】ところで、ウエハ保持装置に設けるアルミ
ナ層の最適な層厚みとしては２〜３０μｍ、好ましくは
５〜２５μｍとすることが望ましい。

【００２３】これはアルミナ層の膜厚みが２μｍ未満で
あると、薄すぎるために耐食性に優れたアルミナ層を設
けたとしても比較的短い期間でハロゲン系腐食性ガスと
接触する基体の表面部が腐食してしまうからである。ま
た、被着によってアルミナ層を形成したものにあって
は、層厚みが均一なアルミナ層を得ることができないと
いった問題もある。逆に、層厚みが３０μｍより大きく
なると、基体をなす窒化アルミニウム質焼結体とアルミ
ナ層との間の熱膨張差が顕在化し、加熱に伴いクラック
が発生してアルミナ層が剥離してしまうからである。

【００２４】なお、アルミナ層は少なくともハロゲン系
腐食性ガスと接触するウエハ保持装置の表面部に設けて
あれば良い。

【００２５】

【実施例】以下、本発明実施例について説明する。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を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は
（ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。

【００２６】図１（ａ）、（ｂ）に示す静電チャック１
は、円盤状をした基体２の内部上方に静電電極５を、内
部下方には抵抗発熱体６をそれぞれ埋設してあり、上記
基体２の裏面７には前記静電電極５および抵抗発熱体６
に連通する内孔２ｃ、２ｄをそれぞれ穿設し、各々の内
孔２ｃ、２ｄにタングステン、モリブデン、Fe-Co-Ni合
金などの金属からなるリード端子８、９を接合するとと
もに、基体２の保持面３には同心円状の凹溝２ａと放射
状の凹溝２ｂからなる平面的パターンを形成し、その中
央には上記凹溝２ａ、２ｂにＨｅ等のガスを供給するた
めの貫通孔１０を穿設してある。

【００２７】また、上記基体２は熱伝導率９０Ｗ／ｍｋ
程度を有し、緻密でかつ純度９９．９％以上の窒化アル
ミニウム質焼結体により形成するとともに、基体２の全
面に酸化処理を施して層厚みの幅Ｔが２〜３０μｍのア
ルミナ層４を設けてある。

【００２８】図１（ａ）、（ｂ）に示す静電チャック１
を製造するには、純度９９．９％以上のＡｌＮ粉末にバ
インダーと溶媒を添加混合して泥漿とし、ドクターブレ
ード法などのテープ成形法により誘電体層及び２枚のセ
ラミック基盤をなすグリーンシートを作製する。そのう
ち誘電体層をなすグリーンシートの下面に静電電極５用
の電極材としてタングステン、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からなるペース
トを塗布し、セラミック基盤をなす１枚のグリーンシー
トの下面には抵抗発熱体６用の電極材としてタングステ
ン、モリブデン、炭化チタン、窒化チタン、炭化タング
ステンなどからなるペーストを塗布する。

【００２９】そして、これらを順次積層して上面から誘
電体層、静電電極、セラミック基盤、ヒータ電極、セラ
ミック基盤からなる積層体を形成する。なお、上記ペー
ストには窒化アルミニウム粉末を若干添加しても良く、
このように窒化アルミニウム粉末を混ぜることで基体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
て密着性を高めることができる。

【００３０】しかるのち、得られた積層体に切削加工を
施して円板状の板状体としたあと、窒素雰囲気下で２０
００℃程度の温度で焼成することにより、内部上方に静
電電極５を内部下方に抵抗発熱体６をそれぞれ埋設して
なる基体２を得ることができる。

【００３１】次に、上記基体２の静電電極５が埋設され
ている側の表面に研摩加工を施して保持面３を形成し、
該保持面３にショットブラスト加工等の加工方法でもっ
て同心円状の凹溝２ａと保持面３の中心から放射状に延
びる凹溝２ｂとからなる平面的パターンを形成するとと
もに、基体２の中央に貫通孔１０を穿設する。そして、
上記基体２を大気雰囲気下で１１００℃程度の温度で酸
化処理して基体２の全面に層厚みの幅Ｔが２〜３０μｍ
のアルミナ層４を形成し、次に基体２の裏面７に上記静
電電極５および抵抗発熱体６に連通する内孔２ｃ、２ｄ
をそれぞれ穿設したあと、該内孔２ｃ、２ｄにタングス
テン、モリブデン、Fe-Co-Ni合金などからなるリード端
子８、９を挿入し、ロウ材（不図示）でもって接合する
ことにより図１（ａ）、（ｂ）に示す静電チャック１を
得ることができる。

【００３２】次に、図２は本発明実施例に係るウエハ保
持装置の他の例である静電チャック１１を示す図であ
り、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＹ−Ｙ線断面図
である。

【００３３】図２（ａ）、（ｂ）に示す静電チャック１
１は、円盤状をした基体１２の内部に静電電極１５を埋
設するとともに、上記基体１２の裏面１６には抵抗発熱
体１７を埋設した窒化アルミニウム質焼結体や窒化珪素
質焼結体からなるセラミックヒータ１８を接着剤１９で
もって固着してあり、前記基体１２およびセラミックヒ
ータ１８には各々に埋設する静電電極１５および抵抗発
熱体１７に連通する内孔12c 、18ｄと貫通孔18ｃを穿設
し、各内孔12ｃ、18ｄにタングステン、モリブデン、Fe
-Co-Ni合金などの金属からなるリード端子２０、２１を
接合してある。

【００３４】また、上記基体１２はＹ₂Ｏ₃、Ｅｒ₂Ｏ
₃、Ｙｂ₂Ｏ₃などの周期律表３ａ族元素酸化物を含有
した窒化アルミニウム質焼結体により形成するととも
に、基体１２の保持面１３および側面１３’にはＣＶＤ
法によって層厚みの幅Ｔが２〜３０μｍのアルミナ層１
４を設けてある。

【００３５】図２（ａ）、（ｂ）に示す静電チャック１
１を製造するには、純度９９．９％以上のＡｌＮ粉末を
９１．０〜９９．５重量％に対し、焼結助剤としてＹ₂
Ｏ₃、Ｅｒ₂Ｏ₃、Ｙｂ₂Ｏ₃などの周期律表３ａ族元
素酸化物を０．５〜９．０重量％の範囲で添加し、さら
にバインダーと溶媒を添加混合して泥漿とし、ドクター
ブレード法などのテープ成形法により誘電体層及びセラ
ミック基盤をなすグリーンシートを作製する。そのうち
誘電体層をなすグリーンシートの下面に静電電極１５用
の電極材としてタングステン、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からなるペース
トを塗布し、これらを順次積層して上面から誘電体層、
静電電極、セラミック基盤からなる積層体を形成する。
なお、上記ペーストには窒化アルミニウム粉末を若干添
加しても良く、このように窒化アルミニウム粉末を混ぜ
ることで基体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ことができる。

【００３６】しかるのち、得られた積層体に切削加工を
施して円板状の板状体としたあと、窒素雰囲気下で１７
５０〜１９５０℃の温度で焼成することにより、静電電
極１５を埋設してなる基体１２を形成し、該基体１２の
静電電極１５が埋設されている側の表面を研摩加工する
ことにより保持面１３を形成する。

【００３７】そして、上記基体１２の保持面１３および
側面１３’にＣＶＤ法によって層厚み幅Ｔが２〜３０μ
ｍのアルミナ層１４を形成し、その後、静電電極１５に
連通する内孔12ｃを基体１２の裏面１６に穿設し、該内
孔12ｃにタングステン、モリブデン、Fe-Co-Ni合金など
からなるリード端子２０を挿入し、ロウ材（不図示）で
もって接合することにより静電チャック本体を形成す
る。

【００３８】一方、円盤状のセラミックヒータ１８には
上記静電電極１５用のリード端子２０が挿通できる貫通
孔18c と内部に埋設する抵抗発熱体１７と連通する内孔
18dをそれぞれ穿設し、上記内孔18d にタングステン、
モリブデン、Fe-Co-Ni合金などからなるリード端子２１
を挿入してロウ付け固定する。

【００３９】しかるのち、静電チャック本体を構成する
基体１２の裏面１６にセラミックヒータ１８を接着剤１
９でもって固着することにより図２（ａ）、（ｂ）に示
す静電チャック１１を得ることできる。

【００４０】ところで、図１（ａ）、（ｂ）および図２
（ａ）、（ｂ）に示す静電チャック１、１１を用いて例
えば半導体ウエハからなるウエハ３０を保持するには、
まず、静電チャック１、１１の保持面３、１３にウエハ
３０を載置し、該ウエハ３０及び静電電極５、１５間に
電圧を印加することによりウエハ３０と保持面３、１３
との間に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３０
を保持面３、１３に静電吸着させることができるととも
に、抵抗発熱体６、１７に通電して発熱させることによ
り、静電チャック１、１１を直ちに加熱してウエハ３０
を均一に加熱することができる。

【００４１】その為、これらの静電チャック１、１１を
成膜装置に用いれば、ウエハ３０に膜厚が均一な薄膜を
成膜することができ、エッチング装置に用いれば、高精
度にウエハ３０を加工することができる。しかも、静電
チャック１、１１の表面部には酸化処理および被着によ
って形成したアルミナ層４、１４を設けてあるため、プ
ラズマを発生させた塩素系ガス下で使用したとしても基
体２、１２の表面部においてＡｌ−Ｃｌ化合物が生成さ
れ難く殆ど腐食を受けることがなく、また、フッ素系ガ
ス下で使用した場合には、基体２、１２の表面部にＡｌ
−Ｆ化合物からなる保護膜を形成することができるため
腐食され難いというように、ハロゲン系腐食性ガス下で
の使用においても長期使用可能な静電チャック１、１１
とすることができる。

【００４２】さらに、図３は本発明実施例に係るウエハ
保持装置の他の例であるサセプタ２１を示す図であり、
（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＺ−Ｚ線断面図であ
る。

【００４３】図３（ａ）、（ｂ）に示すサセプタ２１
は、円盤状をした基体２２を熱伝導率９０Ｗ／ｍｋ程度
を有し、緻密でかつ純度９９．９％以上の窒化アルミニ
ウム質焼結体により形成してあり、基体２２の一方の表
面を保持面２３としてある。また、上記保持面２３を含
む基体２２の全面には酸化処理を施して層厚みの幅Ｔが
２〜３０μｍのアルミナ層２４を設けてある。

【００４４】なお、サセプタ２１の保持面２３において
ウエハ３０の周縁部を覆うリング体２７は、ウエハ３０
を押さえ付けて保持するためのクランプ２８であり、ア
ルミナ質焼結体や窒化アルミニウム質焼結体により形成
してある。

【００４５】図３（ａ）、（ｂ）に示すサセプタ２１を
製造するには、純度９９．９％以上のＡｌＮ粉末にバイ
ンダーと溶媒を添加して混練乾燥させることにより造粒
体を製作し、この造粒体を型内に充填してラバープレス
法やメカプレス法により成形体を形成し、該成形体に切
削加工を施して円板状の板状体としたあと、窒素雰囲気
下で２０００℃程度の温度で焼成して基体２２を形成
し、該基体２２の一方の表面に研摩加工を施して保持面
２３を形成する。しかるのち上記基体２２を大気雰囲気
下で１１００℃程度の温度で酸化処理することにより基
体２２の全面に層厚みの幅Ｔが２〜３０μｍのアルミナ
層２４を形成することにより図３（ａ）、（ｂ）に示す
サセプタ２１を得ることができる。

【００４６】このサセプタ２１を用いて例えば半導体ウ
エハからなるウエハ３０を保持するには、保持面２３に
ウエハ３０を載置し、ウエハ３０の周縁部をクランプ２
８で押さえ付けて保持するとともに、基体２２の裏面２
５にハロゲンランプ（不図示）の光を集光させて照射す
ることによりサセプタ２２を直ちに加熱し、保持面２３
に保持するウエハ３０を均一に加熱することができる。
また、基体２２の全面にはアルミナ層２４を設けてある
ことから、プラズマを発生させた塩素系ガスやフッ素系
ガス下で使用したとしても腐食を受け難く、長期使用可
能なサセプタ２１とすることができる。

【００４７】その為、このサセプタ２１を成膜装置に用
いれば、ウエハ３０に膜厚が均一な薄膜を成膜すること
ができるとともに、エッチング装置に用いれば、ウエハ
３０に高精度の加工を施すことができる。

【００４８】（実験例）ここで、アルミナ焼結体からな
る基盤、窒化アルミニウム質焼結体からなる基盤、表面
部に酸化処理を施してアルミナ層を設けた窒化アルミニ
ウム質焼結体からなる基盤、および表面部に被着でもっ
てアルミナ層を設けた窒化アルミニウム質焼結体からな
る基盤を各々２枚ずつ試作し、これらをプラズマを発生
させたハロゲン系腐食性ガスに曝した時の耐食性につい
て実験を行った。

【００４９】ハロゲン系腐食性ガスとしてはフッ素系ガ
スと塩素系ガスの２種類を用意し、フッ素系ガスとして
１００％のＳＦ₆を、塩素系ガスとして１００％のＣｌ
₂をそれぞれ流し、高周波プラズマを発生させた状態で
５０時間放置した。

【００５０】そして、標準試料として純度９９．５％、
相対密度９７％のアルミナ焼結体からなる基盤の実験前
後の重量減少量を測定し、この値を１とした時の各試料
の比率を算出した。

【００５１】それぞれの特性および結果は表１に示す通
りである。

【００５２】

【表１】

【００５３】この結果、フッ素系ガスに対しては試料Ｎ
ｏ．１のアルミナ焼結体、試料Ｎｏ．２および３の窒化
アルミニウム質焼結体、試料Ｎｏ．４の表面部に酸化処
理を施して形成したアルミナ層、および試料Ｎｏ．５の
表面部に被着でもって形成したアルミナ層は共に殆ど腐
食することがなかった。

【００５４】一方、塩素系ガスに対して、試料Ｎｏ．２
および３の窒化アルミニウム質焼結体は双方とも大きく
摩耗したが、試料Ｎｏ．１のアルミナ焼結体、試料Ｎ
ｏ．４の表面部に酸化処理を施して形成したアルミナ
層、および試料Ｎｏ．５の表面部に被着でもって形成し
たアルミナ層においてはフッ素系ガスに曝した時と同様
に殆ど腐食することがなかった。

【００５５】このことから、ウエハ保持装置の表面部に
アルミナ層を形成すれば、フッ素系ガスおよび塩素系ガ
スの両ハロゲン系腐食性ガスに対し優れた耐食性を有す
るため、長期使用可能なウエハ保持装置とすることがで
きることが判る。

【００５６】

【発明の効果】以上のように、本発明は半導体ウエハや
液晶用ガラス基板などのウエハを保持する基体を窒化ア
ルミニウム質焼結体により形成するとともに、上記基体
の表面部を酸化処理したり、被着でもってハロゲン系腐
食性ガスに対し優れた耐食性を有するアルミナ層を設け
てウエハ保持装置を構成したことにより、プラズマを発
生させたフッ素系ガス下や塩素系ガス下で使用したとし
ても基体の表面部が腐食を受けることがなく、保持面上
に保持するウエハにパーティクルやコンタミネーション
を生じる恐れがなく、長期使用可能なウエハ保持装置を
提供することができる。

【００５７】しかも、上記基体は優れた熱伝導率を有す
る窒化アルミニウム質焼結体により形成してあることか
ら、ヒータやハロゲンランプなどの加熱手段からの熱を
速やかに伝達してウエハを均一に加熱することができ
る。

【００５８】その為、これらのウエハ保持装置を成膜装
置に用いれば、ウエハ上に膜厚の均一な薄膜を形成する
ことができるとともに、エッチング装置に用いれば、ウ
エハに高精度の加工を施すことができる。

【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
チャックを示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）はＸ
−Ｘ線断面図である。

【図２】本発明に係るウエハ保持装置の一例である他の
静電チャックを示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）
はＹ−Ｙ線断面図である。

【図３】本発明に係るウエハ保持装置の一例であるサセ
プタを示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）はＺ−Ｚ
線断面図である。

【符号の説明】

１静電チャック、２基体、３保持面、４アルミ
ナ層、５静電電極、６抵抗発熱体、７リード端
子、30 ウエハ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ハロゲン系腐食性ガス下で半導体ウエハや
液晶用ガラス基板などのウエハを保持する基体を窒化ア
ルミニウム質焼結体により構成するとともに、上記基体
の表面部にアルミナ層を設けたことを特徴とするウエハ
保持装置。
【請求項２】上記アルミナ層が窒化アルミニウム質焼結
体からなる基体の表面部を酸化処理して形成したもので
あることを特徴とする請求項１に記載のウエハ保持装
置。
【請求項３】上記アルミナ層が窒化アルミニウム質焼結
体からなる基体の表面部に被着でもって形成したもので
あることを特徴とする請求項１に記載のウエハ保持装
置。
【請求項４】上記アルミナ層の層厚みが２μｍ以上であ
ることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載のウエ
ハ保持装置。