JPH1160356A - 窒化アルミニウム複合基材及びこれを用いた窒化アルミニウム複合発熱体、窒化アルミニウム複合静電チャック、窒化アルミニウム複合ヒータ付静電チャック - Google Patents
窒化アルミニウム複合基材及びこれを用いた窒化アルミニウム複合発熱体、窒化アルミニウム複合静電チャック、窒化アルミニウム複合ヒータ付静電チャックInfo
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- JPH1160356A JPH1160356A JP22738497A JP22738497A JPH1160356A JP H1160356 A JPH1160356 A JP H1160356A JP 22738497 A JP22738497 A JP 22738497A JP 22738497 A JP22738497 A JP 22738497A JP H1160356 A JPH1160356 A JP H1160356A
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- C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
- C04B41/5053—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials non-oxide ceramics
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- C04B41/5059—Silicon carbide
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 諸特性に優れているが不純物の多い窒化アル
ミニウム（ＡｌＮ）焼結体中の不純物を封じ込めて半導
体デバイスの不純物汚染を防ぎ、デバイスの歩留り向上
を図り、耐熱性、耐食性、高い熱応答性、強誘電性等に
優れたＡｌＮ複合基材、同発熱体、同静電チャック及び
同ヒータ付静電チャックを提供する。 【解決手段】 ＡｌＮ複合発熱体、同静電チャック、或
は同ヒータ付静電チャックに用いられる基材であって、
ＡｌＮ焼結体の表面上にＣＶＤ法によるＳｉＣ被覆層を
有するＡｌＮ複合基材。ＡｌＮ焼結体の表面にＣＶＤ法
によるＳｉＣ導電層ヒータパターンを有するＡｌＮ複合
発熱体。ＡｌＮ焼結体の表面にＣＶＤ法によるＳｉＣ導
電層電極パターンを有するＡｌＮ複合静電チャック。Ａ
ｌＮ焼結体の片面にＣＶＤ法によるＳｉＣヒータパター
ンが形成され、他面にＣＶＤ法によるＳｉＣ電極パター
ンが形成されているＡｌＮ複合ヒータ付静電チャック。
ミニウム（ＡｌＮ）焼結体中の不純物を封じ込めて半導
体デバイスの不純物汚染を防ぎ、デバイスの歩留り向上
を図り、耐熱性、耐食性、高い熱応答性、強誘電性等に
優れたＡｌＮ複合基材、同発熱体、同静電チャック及び
同ヒータ付静電チャックを提供する。 【解決手段】 ＡｌＮ複合発熱体、同静電チャック、或
は同ヒータ付静電チャックに用いられる基材であって、
ＡｌＮ焼結体の表面上にＣＶＤ法によるＳｉＣ被覆層を
有するＡｌＮ複合基材。ＡｌＮ焼結体の表面にＣＶＤ法
によるＳｉＣ導電層ヒータパターンを有するＡｌＮ複合
発熱体。ＡｌＮ焼結体の表面にＣＶＤ法によるＳｉＣ導
電層電極パターンを有するＡｌＮ複合静電チャック。Ａ
ｌＮ焼結体の片面にＣＶＤ法によるＳｉＣヒータパター
ンが形成され、他面にＣＶＤ法によるＳｉＣ電極パター
ンが形成されているＡｌＮ複合ヒータ付静電チャック。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイスの
製造装置等に使用される高純度表面層を持つ窒化アルミ
ニウムの複合基材及びこれを用いた発熱体、静電チャッ
ク、ヒータ付静電チャックに関するものである。
製造装置等に使用される高純度表面層を持つ窒化アルミ
ニウムの複合基材及びこれを用いた発熱体、静電チャッ
ク、ヒータ付静電チャックに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から半導体デバイスの製造装置に
は、その製造目的によって、各種の部材、部品、補助装
置が使用されている。例えば被処理物である半導体シリ
コンウエーハを処理温度まで加熱するヒータ、ウエーハ
を所定の位置に一時的に固定したり、搬送するための静
電チャック等がある。近年、これらの部品や補助装置を
構成する部材に、耐熱性、耐食性、高熱伝導率、強誘電
性、易焼結性等の特性を生かした窒化アルミニウム焼結
体の用途開発が盛んになってきた。
は、その製造目的によって、各種の部材、部品、補助装
置が使用されている。例えば被処理物である半導体シリ
コンウエーハを処理温度まで加熱するヒータ、ウエーハ
を所定の位置に一時的に固定したり、搬送するための静
電チャック等がある。近年、これらの部品や補助装置を
構成する部材に、耐熱性、耐食性、高熱伝導率、強誘電
性、易焼結性等の特性を生かした窒化アルミニウム焼結
体の用途開発が盛んになってきた。
【０００３】しかしながら、窒化アルミニウム（以下、
ＡｌＮと略記する）焼結体は、通常ＡｌＮの粉末にイッ
トリアのような酸化物を数％焼結助剤として混合し、ホ
ットプレスまたは常圧焼結法によって製造されており、
しかも原料粉末が既に不純物としてのＦｅ、Ｎａ等を含
有しているので、焼結体そのままでは高温の半導体装置
の中に組み込んで使用した時に、被処理物であるシリコ
ンウエーハを汚染する結果となってしまう。従って、不
純物を含まない高純度ＡｌＮであれば、ウエーハその他
を汚染する心配はないが、現在のところ、シリコンウエ
ーハを汚染する心配のないような高純度のＡｌＮ焼結体
は未だ得られていない。
ＡｌＮと略記する）焼結体は、通常ＡｌＮの粉末にイッ
トリアのような酸化物を数％焼結助剤として混合し、ホ
ットプレスまたは常圧焼結法によって製造されており、
しかも原料粉末が既に不純物としてのＦｅ、Ｎａ等を含
有しているので、焼結体そのままでは高温の半導体装置
の中に組み込んで使用した時に、被処理物であるシリコ
ンウエーハを汚染する結果となってしまう。従って、不
純物を含まない高純度ＡｌＮであれば、ウエーハその他
を汚染する心配はないが、現在のところ、シリコンウエ
ーハを汚染する心配のないような高純度のＡｌＮ焼結体
は未だ得られていない。
【０００４】ここで、本発明が目指しているＡｌＮの用
途について、各種応用製品別に従来の技術を述べる。 発熱体（ヒータ）：半導体デバイス製造装置に使用され
る加熱装置には、高純度で低熱容量（高速昇温、高速降
温）であることが要求される。そのため発熱体を支える
基体には薄い絶縁性セラミックス等が使用され、また、
導電層には、銀、白金、タングステン等によってヒータ
パターンが形成された発熱体が用いられてきた。しか
し、デバイス製造装置類は、高真空や腐食性ガスが使用
されるため、発熱体からの汚染を避けるべく、発熱体を
石英容器中に納めたり、或は装置外部から間接加熱を行
うのが一般的であった。
途について、各種応用製品別に従来の技術を述べる。 発熱体（ヒータ）：半導体デバイス製造装置に使用され
る加熱装置には、高純度で低熱容量（高速昇温、高速降
温）であることが要求される。そのため発熱体を支える
基体には薄い絶縁性セラミックス等が使用され、また、
導電層には、銀、白金、タングステン等によってヒータ
パターンが形成された発熱体が用いられてきた。しか
し、デバイス製造装置類は、高真空や腐食性ガスが使用
されるため、発熱体からの汚染を避けるべく、発熱体を
石英容器中に納めたり、或は装置外部から間接加熱を行
うのが一般的であった。
【０００５】静電チャック：半導体デバイス製造装置に
おいて、装置内での真空の使用機会が増大するにつれ、
静電気的吸着力を利用した静電チャックが真空チャック
やメカニカルチャックに代わって使用され始めている。
従来は、導電層電極をポリイミドフィルム内やその片面
に形成したり、シリコーンゴム内やその片面に形成した
ものが主として使用されてきた。また、最近では、これ
らポリマーのデバイス製造装置内雰囲気下における耐熱
性、耐食性の問題から、アルミナ等のセラミックスに導
電性ぺーストで電極パターンを形成した静電チャックも
使用され始めている。
おいて、装置内での真空の使用機会が増大するにつれ、
静電気的吸着力を利用した静電チャックが真空チャック
やメカニカルチャックに代わって使用され始めている。
従来は、導電層電極をポリイミドフィルム内やその片面
に形成したり、シリコーンゴム内やその片面に形成した
ものが主として使用されてきた。また、最近では、これ
らポリマーのデバイス製造装置内雰囲気下における耐熱
性、耐食性の問題から、アルミナ等のセラミックスに導
電性ぺーストで電極パターンを形成した静電チャックも
使用され始めている。
【０００６】ヒータ付静電チャック：近年半導体デバイ
ス製造装置においては、上記のヒータと静電チャックが
同時に使用される機会が多いため、これらを組合せたユ
ニットに対する要望が強い。そこでセラミックス基体の
両面に夫々ヒータまたはチャックパターン（電極パター
ン）を導電性ペーストにより形成し、さらにセラミック
スを絶縁体層として貼り合わせるか、同時に焼成したも
のが考案されている。
ス製造装置においては、上記のヒータと静電チャックが
同時に使用される機会が多いため、これらを組合せたユ
ニットに対する要望が強い。そこでセラミックス基体の
両面に夫々ヒータまたはチャックパターン（電極パター
ン）を導電性ペーストにより形成し、さらにセラミック
スを絶縁体層として貼り合わせるか、同時に焼成したも
のが考案されている。
【０００７】上記した従来の技術には製品別に次のよう
な問題点がある。 発熱体：発熱体を高純度石英で閉じ込めたタイプや、デ
バイス製造装置外からの間接加熱型発熱体では、ヒータ
ユニットの熱容量が必然的に大きくなり、或は、間接加
熱であるため発熱体および被加熱物の温度上昇、下降の
熱応答性が遅く、また、金属ペースト焼き付け型は本質
的に被処理物であるシリコンウエーハを汚染する不純物
としての金属類を使用するという欠点があった。
な問題点がある。 発熱体：発熱体を高純度石英で閉じ込めたタイプや、デ
バイス製造装置外からの間接加熱型発熱体では、ヒータ
ユニットの熱容量が必然的に大きくなり、或は、間接加
熱であるため発熱体および被加熱物の温度上昇、下降の
熱応答性が遅く、また、金属ペースト焼き付け型は本質
的に被処理物であるシリコンウエーハを汚染する不純物
としての金属類を使用するという欠点があった。
【０００８】静電チャック：ポリマー型静電チャックは
材質的にデバイス製造装置内でのプラズマや高温、腐食
性ガスに弱く、寿命が短いと言う欠点があった。
材質的にデバイス製造装置内でのプラズマや高温、腐食
性ガスに弱く、寿命が短いと言う欠点があった。
【０００９】ヒータ付静電チャック：金属ペーストを焼
き付けてヒータとするタイプでは、本質的に金属不純物
が含まれると言う問題点と、セラミックス焼結体そのも
のが保有する焼結助剤である金属不純物が存在するた
め、被処理物であるシリコンウエーハを汚染するという
問題点があった。
き付けてヒータとするタイプでは、本質的に金属不純物
が含まれると言う問題点と、セラミックス焼結体そのも
のが保有する焼結助剤である金属不純物が存在するた
め、被処理物であるシリコンウエーハを汚染するという
問題点があった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような問
題点を解決するためになされたもので、諸特性に優れて
いるが不純物の多いＡｌＮ焼結体中の不純物を封じ込め
て半導体デバイスの金属等の不純物汚染を防ぎ、デバイ
スの歩留り向上を図ると共に、耐熱性、耐食性、高い耐
衝撃性、高絶縁抵抗性等に優れた窒化アルミニウム複合
基材、並びにこれをベースにした窒化アルミニウム複合
発熱体、窒化アルミニウム複合静電チャック及び窒化ア
ルミニウム複合ヒータ付静電チャックを提供することを
主目的としている。
題点を解決するためになされたもので、諸特性に優れて
いるが不純物の多いＡｌＮ焼結体中の不純物を封じ込め
て半導体デバイスの金属等の不純物汚染を防ぎ、デバイ
スの歩留り向上を図ると共に、耐熱性、耐食性、高い耐
衝撃性、高絶縁抵抗性等に優れた窒化アルミニウム複合
基材、並びにこれをベースにした窒化アルミニウム複合
発熱体、窒化アルミニウム複合静電チャック及び窒化ア
ルミニウム複合ヒータ付静電チャックを提供することを
主目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るため、本発明の請求項１に記載した発明は、窒化アル
ミニウム複合発熱体、窒化アルミニウム複合静電チャッ
クあるいは窒化アルミニウム複合ヒータ付静電チャック
に用いられる基材であって、窒化アルミニウム焼結体の
表面上に、気相沈着法により形成された炭化けい素から
成る被覆層を有することを特徴とする窒化アルミニウム
複合基材である。
るため、本発明の請求項１に記載した発明は、窒化アル
ミニウム複合発熱体、窒化アルミニウム複合静電チャッ
クあるいは窒化アルミニウム複合ヒータ付静電チャック
に用いられる基材であって、窒化アルミニウム焼結体の
表面上に、気相沈着法により形成された炭化けい素から
成る被覆層を有することを特徴とする窒化アルミニウム
複合基材である。
【００１２】このように強度、耐熱性、絶縁耐力、耐熱
衝撃性、熱伝導率等に優れたＡｌＮ焼結体を基本基材と
し、この表面を気相沈着法（以下、ＣＶＤ法という）に
よる高純度ＳｉＣ薄膜で被覆することにより、高温状態
でのＡｌＮ焼結体から半導体デバイスへの不純物の移行
を防止することができる。そして、ＳｉＣの導電性を利
用してヒータパターンに加工すれば発熱体が得られる。
また、電極パターンに加工すれば、静電チャックにする
ことができ、片側に電極パターン他の側にヒータパター
ンを加工すればヒータ付静電チャックを作製することが
できる。
衝撃性、熱伝導率等に優れたＡｌＮ焼結体を基本基材と
し、この表面を気相沈着法（以下、ＣＶＤ法という）に
よる高純度ＳｉＣ薄膜で被覆することにより、高温状態
でのＡｌＮ焼結体から半導体デバイスへの不純物の移行
を防止することができる。そして、ＳｉＣの導電性を利
用してヒータパターンに加工すれば発熱体が得られる。
また、電極パターンに加工すれば、静電チャックにする
ことができ、片側に電極パターン他の側にヒータパター
ンを加工すればヒータ付静電チャックを作製することが
できる。
【００１３】本発明の請求項２に記載した発明は、窒化
アルミニウム焼結体の表面上に、気相沈着法により形成
された炭化けい素から成る導電層ヒータパターンを有す
ることを特徴とする窒化アルミニウム複合発熱体であ
る。
アルミニウム焼結体の表面上に、気相沈着法により形成
された炭化けい素から成る導電層ヒータパターンを有す
ることを特徴とする窒化アルミニウム複合発熱体であ
る。
【００１４】このように強度、耐熱性、絶縁耐力、耐熱
衝撃性、熱伝導率等に優れたＡｌＮ焼結体を基本基材と
し、この表面をＣＶＤ法による高純度ＳｉＣ薄膜で被覆
すれば、ＳｉＣは半導体デバイスにとって不純物とはな
らない。そして、ＳｉＣの導電性を利用してヒータパタ
ーンに加工すれば、低熱容量で高速昇温、高速降温が可
能なＡｌＮ複合発熱体が得られる。また、ＳｉＣは熱膨
張係数がＡｌＮに近似しているので、急激な熱履歴にも
ＳｉＣのＡｌＮからの剥離が防止される。
衝撃性、熱伝導率等に優れたＡｌＮ焼結体を基本基材と
し、この表面をＣＶＤ法による高純度ＳｉＣ薄膜で被覆
すれば、ＳｉＣは半導体デバイスにとって不純物とはな
らない。そして、ＳｉＣの導電性を利用してヒータパタ
ーンに加工すれば、低熱容量で高速昇温、高速降温が可
能なＡｌＮ複合発熱体が得られる。また、ＳｉＣは熱膨
張係数がＡｌＮに近似しているので、急激な熱履歴にも
ＳｉＣのＡｌＮからの剥離が防止される。
【００１５】本発明の請求項３に記載した発明は、窒化
アルミニウム焼結体の表面上に、気相沈着法により形成
された炭化けい素から成る導電層電極パターンを有する
ことを特徴とする窒化アルミニウム複合静電チャックで
ある。
アルミニウム焼結体の表面上に、気相沈着法により形成
された炭化けい素から成る導電層電極パターンを有する
ことを特徴とする窒化アルミニウム複合静電チャックで
ある。
【００１６】このように強度、耐熱性、絶縁耐力、耐熱
衝撃性、熱伝導率等に優れたＡｌＮ焼結体を基本基材と
し、この表面をＣＶＤ法による高純度ＳｉＣ薄膜で被覆
し、ＳｉＣの導電性を利用して電極パターンに加工すれ
ば、高温、腐食性雰囲気で使用可能なＡｌＮ複合静電チ
ャックが得られる。そしてＳｉＣは熱膨張係数がＡｌＮ
に近似しているので、急激な熱履歴下で使用してもＳｉ
Ｃの剥離が防止される。加えて、ＳｉＣは半導体デバイ
スにとって不純物とはならないのでチャッキングに適し
たものとなる。
衝撃性、熱伝導率等に優れたＡｌＮ焼結体を基本基材と
し、この表面をＣＶＤ法による高純度ＳｉＣ薄膜で被覆
し、ＳｉＣの導電性を利用して電極パターンに加工すれ
ば、高温、腐食性雰囲気で使用可能なＡｌＮ複合静電チ
ャックが得られる。そしてＳｉＣは熱膨張係数がＡｌＮ
に近似しているので、急激な熱履歴下で使用してもＳｉ
Ｃの剥離が防止される。加えて、ＳｉＣは半導体デバイ
スにとって不純物とはならないのでチャッキングに適し
たものとなる。
【００１７】本発明の請求項４に記載した発明は、窒化
アルミニウム焼結体の表面上に、気相沈着法により形成
された炭化けい素から成る導電層ヒータパターンを有
し、該パターン上または焼結体面上全面にシリコンと窒
素と炭素とを主成分とする気相沈着法による絶縁体層が
形成されていることを特徴とする窒化アルミニウム複合
発熱体である。そして、請求項５では、この絶縁体層が
気相沈着法により形成された窒化アルミニウムとするこ
とができる。
アルミニウム焼結体の表面上に、気相沈着法により形成
された炭化けい素から成る導電層ヒータパターンを有
し、該パターン上または焼結体面上全面にシリコンと窒
素と炭素とを主成分とする気相沈着法による絶縁体層が
形成されていることを特徴とする窒化アルミニウム複合
発熱体である。そして、請求項５では、この絶縁体層が
気相沈着法により形成された窒化アルミニウムとするこ
とができる。
【００１８】発熱体は、ＳｉＣ導電層ヒータパターンに
高電流を流すので、直接シリコンウエーハに接触した
り、ＡｌＮ焼結体から発生する金属による汚染を避けた
い場合には、ＡｌＮとＳｉＣの両方に接着性の良好な絶
縁性の高いＳｉとＣとＮとから成るＣＶＤ法による絶縁
体層を形成するのがよい。また、この絶縁体層をＣＶＤ
法によるＡｌＮとすることもでき、ＣＶＤ法によるＡｌ
Ｎであれば高純度であるから金属汚染の心配はなくな
る。
高電流を流すので、直接シリコンウエーハに接触した
り、ＡｌＮ焼結体から発生する金属による汚染を避けた
い場合には、ＡｌＮとＳｉＣの両方に接着性の良好な絶
縁性の高いＳｉとＣとＮとから成るＣＶＤ法による絶縁
体層を形成するのがよい。また、この絶縁体層をＣＶＤ
法によるＡｌＮとすることもでき、ＣＶＤ法によるＡｌ
Ｎであれば高純度であるから金属汚染の心配はなくな
る。
【００１９】本発明の請求項６に記載した発明は、窒化
アルミニウム焼結体の表面上に、気相沈着法により形成
された炭化けい素から成る導電層電極パターンを有し、
該電極パターン上または焼結体面上全面にシリコンと窒
素と炭素とを主成分とする気相沈着法による絶縁体層が
形成されていることを特徴とする窒化アルミニウム複合
静電チャックである。そして、請求項７では、この絶縁
体層が気相沈着法により形成された窒化アルミニウムと
することができる。
アルミニウム焼結体の表面上に、気相沈着法により形成
された炭化けい素から成る導電層電極パターンを有し、
該電極パターン上または焼結体面上全面にシリコンと窒
素と炭素とを主成分とする気相沈着法による絶縁体層が
形成されていることを特徴とする窒化アルミニウム複合
静電チャックである。そして、請求項７では、この絶縁
体層が気相沈着法により形成された窒化アルミニウムと
することができる。
【００２０】静電チャックは、電極パターンに高電圧を
印加するため、この電極パターン上とこのパターンが形
成された基材上に絶縁体層を設ける必要がある。また、
導電層電極パターンに直接シリコンウエーハが接触した
り、ＡｌＮ焼結体からの金属汚染を避けたい場合は、Ａ
ｌＮとＳｉＣの両方に接着性の良好な絶縁性の高いＳｉ
とＣとＮとから成るＣＶＤ法による絶縁体層が形成され
る。この絶縁体層をＣＶＤ法によるＡｌＮとすれば、高
純度であるから金属汚染の心配はなくなる。
印加するため、この電極パターン上とこのパターンが形
成された基材上に絶縁体層を設ける必要がある。また、
導電層電極パターンに直接シリコンウエーハが接触した
り、ＡｌＮ焼結体からの金属汚染を避けたい場合は、Ａ
ｌＮとＳｉＣの両方に接着性の良好な絶縁性の高いＳｉ
とＣとＮとから成るＣＶＤ法による絶縁体層が形成され
る。この絶縁体層をＣＶＤ法によるＡｌＮとすれば、高
純度であるから金属汚染の心配はなくなる。
【００２１】本発明の請求項８に記載した発明は、窒化
アルミニウム焼結体の片面に気相沈着法による炭化けい
素から成る導電層ヒータパターンが形成され、他面に気
相沈着法による炭化けい素から成る導電層電極パターン
が形成されていることを特徴とする窒化アルミニウム複
合ヒータ付静電チャックである。そして請求項９では、
前記窒化アルミニウム複合ヒータ付静電チャックの全面
上に、シリコンと窒素と炭素とを主成分とする気相沈着
法による絶縁体層が形成されているものとする。さらに
請求項１０では、前記絶縁体層が気相沈着法により形成
された窒化アルミニウムとすることができる。
アルミニウム焼結体の片面に気相沈着法による炭化けい
素から成る導電層ヒータパターンが形成され、他面に気
相沈着法による炭化けい素から成る導電層電極パターン
が形成されていることを特徴とする窒化アルミニウム複
合ヒータ付静電チャックである。そして請求項９では、
前記窒化アルミニウム複合ヒータ付静電チャックの全面
上に、シリコンと窒素と炭素とを主成分とする気相沈着
法による絶縁体層が形成されているものとする。さらに
請求項１０では、前記絶縁体層が気相沈着法により形成
された窒化アルミニウムとすることができる。
【００２２】このように構成すると、基本基材であるＡ
ｌＮ焼結体を中心に上面は静電チャックを構成し、裏面
は発熱体を構成した複合製品となる。この製品を構成す
る焼結体上の各層はＣＶＤ法で形成されているので高純
度の層となり、高温下で使用しても半導体デバイスを汚
染することは殆どない。
ｌＮ焼結体を中心に上面は静電チャックを構成し、裏面
は発熱体を構成した複合製品となる。この製品を構成す
る焼結体上の各層はＣＶＤ法で形成されているので高純
度の層となり、高温下で使用しても半導体デバイスを汚
染することは殆どない。
【００２３】本発明の請求項１１に記載した発明は、前
記窒化アルミニウム複合基材を構成する窒化アルミニウ
ムが、気相沈着法により形成された窒化アルミニウムで
あることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか
１項に記載した窒化アルミニウム複合基材、窒化アルミ
ニウム複合発熱体、窒化アルミニウム複合静電チャッ
ク、または窒化アルミニウム複合ヒータ付静電チャック
である。
記窒化アルミニウム複合基材を構成する窒化アルミニウ
ムが、気相沈着法により形成された窒化アルミニウムで
あることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか
１項に記載した窒化アルミニウム複合基材、窒化アルミ
ニウム複合発熱体、窒化アルミニウム複合静電チャッ
ク、または窒化アルミニウム複合ヒータ付静電チャック
である。
【００２４】このようにすると、基本基材のＡｌＮが焼
結助剤を含む焼結体ではなく、ＣＶＤ法で作製された高
純度ＡｌＮとなるので、前記製品を構成する全ての層が
ＣＶＤ法で作製された高純度層となる。従って、高温下
において金属等不純物を発生して半導体デバイスを汚染
することは殆どなく、デバイスの歩留りを向上させるこ
とができる。
結助剤を含む焼結体ではなく、ＣＶＤ法で作製された高
純度ＡｌＮとなるので、前記製品を構成する全ての層が
ＣＶＤ法で作製された高純度層となる。従って、高温下
において金属等不純物を発生して半導体デバイスを汚染
することは殆どなく、デバイスの歩留りを向上させるこ
とができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を詳細
に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。本発明者等らは、半導体デバイス製造装置用部材と
して有用なＡｌＮ焼結体をベースとし、これにＳｉＣ高
純度表面層を設けた高性能ＡｌＮ複合基材を開発すれ
ば、これを基材に使用したＡｌＮ複合発熱体、ＡｌＮ複
合静電チャック及びＡｌＮ複合ヒータ付静電チャックを
作製できることを発想し、本発明を完成させたものであ
る。以下、ＡｌＮ複合基材、ＡｌＮ複合発熱体の順にそ
の詳細を説明する。
に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。本発明者等らは、半導体デバイス製造装置用部材と
して有用なＡｌＮ焼結体をベースとし、これにＳｉＣ高
純度表面層を設けた高性能ＡｌＮ複合基材を開発すれ
ば、これを基材に使用したＡｌＮ複合発熱体、ＡｌＮ複
合静電チャック及びＡｌＮ複合ヒータ付静電チャックを
作製できることを発想し、本発明を完成させたものであ
る。以下、ＡｌＮ複合基材、ＡｌＮ複合発熱体の順にそ
の詳細を説明する。
【００２６】ＡｌＮ複合基材：本発明の発熱体、静電チ
ャック及びヒータ付静電チャックを構成する基本的基材
であって、これら三者に共通する特性を十分発揮させる
ことのできる材料として、優れた耐熱性、耐食性、高い
熱応答性、強誘電性、易焼結性等を有するＡｌＮを選択
した。
ャック及びヒータ付静電チャックを構成する基本的基材
であって、これら三者に共通する特性を十分発揮させる
ことのできる材料として、優れた耐熱性、耐食性、高い
熱応答性、強誘電性、易焼結性等を有するＡｌＮを選択
した。
【００２７】しかしながら、ＡｌＮ焼結体は、通常Ａｌ
Ｎの粉末にイットリアのような酸化物を数％焼結助剤と
して混合し、ホットプレスまたは常圧焼結法によって製
造されており、しかも原料粉末が既に不純物としてのＦ
ｅ、Ｎａ等を含有しているので、焼結体そのままでは高
温の半導体装置の中に組み込んで使用した時に、被処理
物であるシリコンウエーハを汚染する結果となってしま
う。そこで本発明では、ＡｌＮ焼結体の表面上にＣＶＤ
法による高純度ＳｉＣ被覆層を形成させて不純物を封じ
込め、窒化アルミニウム複合基材とした。
Ｎの粉末にイットリアのような酸化物を数％焼結助剤と
して混合し、ホットプレスまたは常圧焼結法によって製
造されており、しかも原料粉末が既に不純物としてのＦ
ｅ、Ｎａ等を含有しているので、焼結体そのままでは高
温の半導体装置の中に組み込んで使用した時に、被処理
物であるシリコンウエーハを汚染する結果となってしま
う。そこで本発明では、ＡｌＮ焼結体の表面上にＣＶＤ
法による高純度ＳｉＣ被覆層を形成させて不純物を封じ
込め、窒化アルミニウム複合基材とした。
【００２８】このＡｌＮ基材の材質としては、本発明の
各種製品の場合、ＣＶＤ法による金属等の不純物を含有
しない絶縁体層、導電体層等で被覆される場合は主にＡ
ｌＮ焼結体を使用し、被覆層のない場合やＡｌＮ基材の
一部が露出する場合はＣＶＤ法による高純度ＡｌＮを使
用すればよく、これにより半導体デバイスに対する汚染
はなくなる。
各種製品の場合、ＣＶＤ法による金属等の不純物を含有
しない絶縁体層、導電体層等で被覆される場合は主にＡ
ｌＮ焼結体を使用し、被覆層のない場合やＡｌＮ基材の
一部が露出する場合はＣＶＤ法による高純度ＡｌＮを使
用すればよく、これにより半導体デバイスに対する汚染
はなくなる。
【００２９】発熱体：本発明のヒータについては、前記
課題を解決するため、発熱体基材として、高熱伝導性を
保持するＡｌＮを用いる。ＡｌＮは、熱衝撃性に優れ、
絶縁抵抗値も高く、ヒータを作製するのに好適である。
導電性ヒータパターンとしては、半導体素子にとって基
本的に不純物とならないＣＶＤ法によるＳｉＣを選択す
る。基材に対する密着性を考慮すると気相からの沈着が
好ましいし、これは同時にＳｉＣそのものへの不純物の
混入を防止することができるからである。通常のＳｉＣ
焼結体は、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｆｅ等が原料ＳｉＣ、或
は焼結助剤から不可避的に混入するため、発熱体として
は使用できない。
課題を解決するため、発熱体基材として、高熱伝導性を
保持するＡｌＮを用いる。ＡｌＮは、熱衝撃性に優れ、
絶縁抵抗値も高く、ヒータを作製するのに好適である。
導電性ヒータパターンとしては、半導体素子にとって基
本的に不純物とならないＣＶＤ法によるＳｉＣを選択す
る。基材に対する密着性を考慮すると気相からの沈着が
好ましいし、これは同時にＳｉＣそのものへの不純物の
混入を防止することができるからである。通常のＳｉＣ
焼結体は、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｆｅ等が原料ＳｉＣ、或
は焼結助剤から不可避的に混入するため、発熱体として
は使用できない。
【００３０】ＳｉＣが選択されるもう一つの理由は、熱
膨張係数が基材のＡｌＮに近いことが挙げられる。この
ため加熱時に、導電層の基材からの剥離が防止される。
このようにして、形成された発熱体が直接シリコンウエ
ーハ等に接触したり、ＡｌＮからのコンタミネーション
を避けたい場合は、このヒータパターンが形成された基
材上にこれら基材及びＳｉＣの両者に対する接着性の良
好な絶縁性の高いＳｉとＣとＮからなる気相反応沈着絶
縁体、または気相からのＡｌＮ沈着が行われる。
膨張係数が基材のＡｌＮに近いことが挙げられる。この
ため加熱時に、導電層の基材からの剥離が防止される。
このようにして、形成された発熱体が直接シリコンウエ
ーハ等に接触したり、ＡｌＮからのコンタミネーション
を避けたい場合は、このヒータパターンが形成された基
材上にこれら基材及びＳｉＣの両者に対する接着性の良
好な絶縁性の高いＳｉとＣとＮからなる気相反応沈着絶
縁体、または気相からのＡｌＮ沈着が行われる。
【００３１】静電チャック：本発明の静電チャックは、
前記課題を解決するため、静電チャック基材として高熱
伝導性を保持するＡｌＮを用いる。デバイス作製時のウ
エーハ等への熱伝達を迅速に行えるためと、ＡｌＮが比
較的デバイス素子に対する有害不純物となりにくいため
である。ＡｌＮ基材の片面にＳｉＣによる電極パターン
が気相から沈着される。ＳｉＣが選択される理由は、ヒ
ータの場合と同様、半導体素子にとって不純物とならな
い点と熱膨張係数がＡｌＮに近いことによる。静電チャ
ックの場合は、電極パターンに高電圧を印加するため、
このパターンが形成された基材上に絶縁体層が形成され
る。この絶縁材は、装置の形状にもよるが、シリコーン
ゴム、ポリイミド樹脂等を使用してもよい。より好まし
くは絶縁耐力とＡｌＮ基材及びＳｉＣの両者に対する接
着性の良好な絶縁性のＳｉとＣとＮからなる気相反応沈
着絶縁体または気相からのＡｌＮ沈着が行われる。静電
チャック面は、パターンの形成されていないＡｌＮ面で
も絶縁体層が形成されたパターン側でも構わない。
前記課題を解決するため、静電チャック基材として高熱
伝導性を保持するＡｌＮを用いる。デバイス作製時のウ
エーハ等への熱伝達を迅速に行えるためと、ＡｌＮが比
較的デバイス素子に対する有害不純物となりにくいため
である。ＡｌＮ基材の片面にＳｉＣによる電極パターン
が気相から沈着される。ＳｉＣが選択される理由は、ヒ
ータの場合と同様、半導体素子にとって不純物とならな
い点と熱膨張係数がＡｌＮに近いことによる。静電チャ
ックの場合は、電極パターンに高電圧を印加するため、
このパターンが形成された基材上に絶縁体層が形成され
る。この絶縁材は、装置の形状にもよるが、シリコーン
ゴム、ポリイミド樹脂等を使用してもよい。より好まし
くは絶縁耐力とＡｌＮ基材及びＳｉＣの両者に対する接
着性の良好な絶縁性のＳｉとＣとＮからなる気相反応沈
着絶縁体または気相からのＡｌＮ沈着が行われる。静電
チャック面は、パターンの形成されていないＡｌＮ面で
も絶縁体層が形成されたパターン側でも構わない。
【００３２】ヒータ付静電チャック：本発明のヒータ付
静電チャックは、一枚のＡｌＮ板の片面にヒータパター
ン、反対面に静電チャックパターンが形成される。Ａｌ
Ｎ基材の両面に夫々気相からのＳｉＣの導電層が沈着形
成される。ＳｉＣが選択される理由は、ヒータあるいは
チャックの場合と同様である。この電極パターンが形成
された後、静電チャック側には絶縁体層の形成が行われ
る。この絶縁材は、半導体装置の形状にもよるが、シリ
コーンゴム、ポリイミド樹脂等を使用することができ
る。より好ましくは絶縁耐力とＡｌＮ基材及びＳｉＣの
両者に対する接着性の良好な絶縁性のＳｉとＣとＮから
なる気相反応沈着絶縁体層または気相からのＡｌＮ沈着
が行われる。
静電チャックは、一枚のＡｌＮ板の片面にヒータパター
ン、反対面に静電チャックパターンが形成される。Ａｌ
Ｎ基材の両面に夫々気相からのＳｉＣの導電層が沈着形
成される。ＳｉＣが選択される理由は、ヒータあるいは
チャックの場合と同様である。この電極パターンが形成
された後、静電チャック側には絶縁体層の形成が行われ
る。この絶縁材は、半導体装置の形状にもよるが、シリ
コーンゴム、ポリイミド樹脂等を使用することができ
る。より好ましくは絶縁耐力とＡｌＮ基材及びＳｉＣの
両者に対する接着性の良好な絶縁性のＳｉとＣとＮから
なる気相反応沈着絶縁体層または気相からのＡｌＮ沈着
が行われる。
【００３３】静電チャック面は、絶縁体層が形成された
ヒータパターン側でも絶縁体層が形成された静電チャッ
クパターン側でも構わない。ヒータ側も必要によっては
絶縁体層が形成される。ヒータ側絶縁体層はＡｌＮ基材
及びＳｉＣの両者に対する接着性の良好な絶縁性のＳｉ
とＣとＮからなる気相反応沈着絶縁体、または気相から
のＡｌＮ沈着のいずれかを選択するのが好ましい。
ヒータパターン側でも絶縁体層が形成された静電チャッ
クパターン側でも構わない。ヒータ側も必要によっては
絶縁体層が形成される。ヒータ側絶縁体層はＡｌＮ基材
及びＳｉＣの両者に対する接着性の良好な絶縁性のＳｉ
とＣとＮからなる気相反応沈着絶縁体、または気相から
のＡｌＮ沈着のいずれかを選択するのが好ましい。
【００３４】上記のＡｌＮ基材は、通常の焼結体でもＣ
ＶＤ法によるものでも構わないが、より高純度が要求さ
れる場合は、ＣＶＤ法によって合成されたものが選択さ
れる。
ＶＤ法によるものでも構わないが、より高純度が要求さ
れる場合は、ＣＶＤ法によって合成されたものが選択さ
れる。
【００３５】ヒータおよび静電チャックパターンの形成
にはＳｉＣ層を形成する際に、黒鉛によるマスクパター
ンを用いる方法と、平滑な面を形成後、サンドブラス
ト、ダイヤツール等による後加工等があるが、好ましく
は成膜時にマスクを用い、かつ、サンドブラストまたは
ダイヤツール等による機械加工を加えた方法がより高寸
法精度のものができるので好ましい。
にはＳｉＣ層を形成する際に、黒鉛によるマスクパター
ンを用いる方法と、平滑な面を形成後、サンドブラス
ト、ダイヤツール等による後加工等があるが、好ましく
は成膜時にマスクを用い、かつ、サンドブラストまたは
ダイヤツール等による機械加工を加えた方法がより高寸
法精度のものができるので好ましい。
【００３６】
【実施例】以下、本発明の実施の形態を実施例を挙げて
具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるもの
ではない。 （実施例１）［ＡｌＮ焼結体の作製］ ＡｌＮ粉末９５０ｇ、イットリア（Ｙ2 Ｏ3 ）粉末５０
ｇ、ワックス１００ｇ、ポリスチレン５０ｇ、トリクレ
ン２リットルを、ポリマー被覆ボールミルに仕込み、２
４時間混合粉砕した。このスラリーをバーコータによっ
て厚さ３ｍｍのウエットシートを作製し、乾燥後、１５
０ｍｍ角のグリーンシートを形成した。このグリーンシ
ートを４５０℃、空気雰囲気下で脱脂し、窒素ガス雰囲
気下で１８００℃で焼結した。得られたＡｌＮ焼結体の
両面を１０００番のアルミナ砥粒によって湿式研磨し
た。以下に述べる実施例において使用したＡｌＮ焼結体
は、全てこの実施例１で作製したものである。
具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるもの
ではない。 （実施例１）［ＡｌＮ焼結体の作製］ ＡｌＮ粉末９５０ｇ、イットリア（Ｙ2 Ｏ3 ）粉末５０
ｇ、ワックス１００ｇ、ポリスチレン５０ｇ、トリクレ
ン２リットルを、ポリマー被覆ボールミルに仕込み、２
４時間混合粉砕した。このスラリーをバーコータによっ
て厚さ３ｍｍのウエットシートを作製し、乾燥後、１５
０ｍｍ角のグリーンシートを形成した。このグリーンシ
ートを４５０℃、空気雰囲気下で脱脂し、窒素ガス雰囲
気下で１８００℃で焼結した。得られたＡｌＮ焼結体の
両面を１０００番のアルミナ砥粒によって湿式研磨し
た。以下に述べる実施例において使用したＡｌＮ焼結体
は、全てこの実施例１で作製したものである。
【００３７】（実施例２）［ＣＶＤ法ＡｌＮ基材の作
製］ 耐圧製のステンレス容器中に塩化アルミニウムを充填し
て１９０℃に加熱し、この容器よりテフロンチューブで
反応容器に該塩化アルミニウム昇華ガスを導入した。テ
フロンチューブはリボンヒータによって１９０℃に保温
した。流量の制御は、容器の重量変化をフィードバック
し、１９０℃に保温された耐熱性のオールステンレスニ
ードルバルブによって、流量を０．５モル／時間になる
ように行った。アンモニアガスは、ボンベより減圧弁を
介してマスフローコントローラーによって流量１．５モ
ル／時間として反応容器に導入した。
製］ 耐圧製のステンレス容器中に塩化アルミニウムを充填し
て１９０℃に加熱し、この容器よりテフロンチューブで
反応容器に該塩化アルミニウム昇華ガスを導入した。テ
フロンチューブはリボンヒータによって１９０℃に保温
した。流量の制御は、容器の重量変化をフィードバック
し、１９０℃に保温された耐熱性のオールステンレスニ
ードルバルブによって、流量を０．５モル／時間になる
ように行った。アンモニアガスは、ボンベより減圧弁を
介してマスフローコントローラーによって流量１．５モ
ル／時間として反応容器に導入した。
【００３８】反応容器として水冷ジャケットを有する内
容積２５０リットルの密閉型ＳＵＳ製反応器を用いた。
反応器の内側には黒鉛フェルト断熱材を貼り、その内側
に黒鉛製の発熱体を置き、その内側に外部より回転駆動
できる黒鉛製のターンテーブルを設置した。塩化アルミ
ニウムガスもアンモニアガスもこのターンテーブル上の
中心にガス流が来るようにＰＢＮ（熱分解窒化ほう素）
製のノズルから吹き込むようにした。このターンテーブ
ル上に等方性黒鉛からなる厚さ３０ｍｍで１００ｍｍ角
のサセプタを置いた。反応容器を真空ポンプによって１
Ｐａまで排気した後、黒鉛ヒータによってサセプタの加
熱を始め、サセプタ温度が１４００℃になった段階で塩
化アルミニウム、アンモニアガスの供給を開始した。反
応中はサセプタ温度は１４００℃を維持し、内圧は２０
０Ｐａになるように排気ポンプ側に設置したバルブで調
整した。
容積２５０リットルの密閉型ＳＵＳ製反応器を用いた。
反応器の内側には黒鉛フェルト断熱材を貼り、その内側
に黒鉛製の発熱体を置き、その内側に外部より回転駆動
できる黒鉛製のターンテーブルを設置した。塩化アルミ
ニウムガスもアンモニアガスもこのターンテーブル上の
中心にガス流が来るようにＰＢＮ（熱分解窒化ほう素）
製のノズルから吹き込むようにした。このターンテーブ
ル上に等方性黒鉛からなる厚さ３０ｍｍで１００ｍｍ角
のサセプタを置いた。反応容器を真空ポンプによって１
Ｐａまで排気した後、黒鉛ヒータによってサセプタの加
熱を始め、サセプタ温度が１４００℃になった段階で塩
化アルミニウム、アンモニアガスの供給を開始した。反
応中はサセプタ温度は１４００℃を維持し、内圧は２０
０Ｐａになるように排気ポンプ側に設置したバルブで調
整した。
【００３９】２４時間に亙って反応を行い、反応終了後
冷却し、ＡｌＮによってコートされた黒鉛サセプタを取
り出した。研磨機によって黒鉛を削り落し、得られたＡ
ｌＮ角板の両面を１０００番のアルミナ砥粒によって湿
式研磨した。以下に述べる実施例におけるＣＶＤ法Ａｌ
Ｎ基材は全てこの実施例２の方法で作製したものであ
る。
冷却し、ＡｌＮによってコートされた黒鉛サセプタを取
り出した。研磨機によって黒鉛を削り落し、得られたＡ
ｌＮ角板の両面を１０００番のアルミナ砥粒によって湿
式研磨した。以下に述べる実施例におけるＣＶＤ法Ａｌ
Ｎ基材は全てこの実施例２の方法で作製したものであ
る。
【００４０】（実施例３）［ＳｉＣ膜の形成］ 実施例２で使用したＳＵＳ製反応器を用いてＡｌＮ基材
上にＳｉＣ膜を形成した。Ｓｉ源としてはメチルトリク
ロロシランを用い、これをＳＵＳ製耐圧容器中に充填
し、７８℃に加熱してガスを発生させた。発生ガスは、
リボンヒータで７８℃に保温されたテフロンチューブを
通して反応器に導入した。反応によって生成する塩素を
トラップするために、同時に水素を導入した。流量調整
は耐熱性マスフローコントローラーを用い、メチルトリ
クロロシランは０．５モル／時間とし、水素は５モル／
時間とした。サセプタとして前記実施例１で作製したＡ
ｌＮ焼結体を用いた。
上にＳｉＣ膜を形成した。Ｓｉ源としてはメチルトリク
ロロシランを用い、これをＳＵＳ製耐圧容器中に充填
し、７８℃に加熱してガスを発生させた。発生ガスは、
リボンヒータで７８℃に保温されたテフロンチューブを
通して反応器に導入した。反応によって生成する塩素を
トラップするために、同時に水素を導入した。流量調整
は耐熱性マスフローコントローラーを用い、メチルトリ
クロロシランは０．５モル／時間とし、水素は５モル／
時間とした。サセプタとして前記実施例１で作製したＡ
ｌＮ焼結体を用いた。
【００４１】反応容器を真空ポンプによって１Ｐａまで
排気した後、黒鉛ヒータによってサセプタの加熱を始
め、サセプタ温度が１３５０℃になった段階でメチルト
リクロロシランおよび水素ガスの供給を開始した。反応
中はサセプタ温度を１３５０℃に、内圧は３００Ｐａに
なるように排気ポンプ側に設置したバルブで調整、維持
した。パターンを形成する場合、必要によって厚さ１０
ｍｍの逆パターンをくり貫いた（メス型）熱膨張係数が
４．８×１０-6程度の等方性黒鉛をサセプタの上に密着
させておいた。反応時間は、所望の厚さのＳｉＣが得ら
れるまで行った。
排気した後、黒鉛ヒータによってサセプタの加熱を始
め、サセプタ温度が１３５０℃になった段階でメチルト
リクロロシランおよび水素ガスの供給を開始した。反応
中はサセプタ温度を１３５０℃に、内圧は３００Ｐａに
なるように排気ポンプ側に設置したバルブで調整、維持
した。パターンを形成する場合、必要によって厚さ１０
ｍｍの逆パターンをくり貫いた（メス型）熱膨張係数が
４．８×１０-6程度の等方性黒鉛をサセプタの上に密着
させておいた。反応時間は、所望の厚さのＳｉＣが得ら
れるまで行った。
【００４２】（実施例４）［Ｓｉ、Ｃ、Ｎから成る絶縁
膜の形成］ 実施例３のＳｉＣ膜の形成に使用したのと同様の反応容
器を使用した。Ｓｉ源としてはテトラクロロシランを用
い、これをＳＵＳ製耐圧容器中に充填し５０℃に加熱し
た。発生するガスは、リボンヒータで５０℃に保温され
たテフロンチューブを用いて反応器に導入した。流量調
整は耐熱性マスフローコントローラーを用い、流量は
０．５モル／時間とした。窒素源としては、アンモニア
を用いた。アンモニアガスはボンベより減圧弁を通して
マスフローコントローラーによって流量を０．２モル／
時間とし、テトラクロロシランとは別のノズルによって
反応容器中に導入した。
膜の形成］ 実施例３のＳｉＣ膜の形成に使用したのと同様の反応容
器を使用した。Ｓｉ源としてはテトラクロロシランを用
い、これをＳＵＳ製耐圧容器中に充填し５０℃に加熱し
た。発生するガスは、リボンヒータで５０℃に保温され
たテフロンチューブを用いて反応器に導入した。流量調
整は耐熱性マスフローコントローラーを用い、流量は
０．５モル／時間とした。窒素源としては、アンモニア
を用いた。アンモニアガスはボンベより減圧弁を通して
マスフローコントローラーによって流量を０．２モル／
時間とし、テトラクロロシランとは別のノズルによって
反応容器中に導入した。
【００４３】炭素源としては、メタンガスを用い、ボン
ベより減圧弁を介してマスフローコントローラーによっ
て流量を０．４モル／時間とした。テトラクロロシラン
の分解によって発生する塩素をトラップするために、同
時に水素を２モル／時間導入した。ターンテーブル上に
実施例３で作製したＳｉＣのパターンが形成されたＡｌ
Ｎ膜をサセプタとして置いた。反応温度は１４００℃
で、圧力は１５０Ｐａに制御した。反応時間は所望膜厚
によって調整した。
ベより減圧弁を介してマスフローコントローラーによっ
て流量を０．４モル／時間とした。テトラクロロシラン
の分解によって発生する塩素をトラップするために、同
時に水素を２モル／時間導入した。ターンテーブル上に
実施例３で作製したＳｉＣのパターンが形成されたＡｌ
Ｎ膜をサセプタとして置いた。反応温度は１４００℃
で、圧力は１５０Ｐａに制御した。反応時間は所望膜厚
によって調整した。
【００４４】（実施例５）［ＡｌＮから成る絶縁膜の形
成］ 実施例２のＣＶＤ法ＡｌＮ基材の作製で使用したのと同
様の反応容器、反応方法、反応条件を採用した。また、
ターンテーブル上には、ＳｉＣのパターンの形成された
ＡｌＮをサセプタとして用いた。反応時間は所望の厚さ
になるように調整した。
成］ 実施例２のＣＶＤ法ＡｌＮ基材の作製で使用したのと同
様の反応容器、反応方法、反応条件を採用した。また、
ターンテーブル上には、ＳｉＣのパターンの形成された
ＡｌＮをサセプタとして用いた。反応時間は所望の厚さ
になるように調整した。
【００４５】（実施例６、比較例）［ＳｉＣ被覆ＡｌＮ
焼結体の特性（不純物のシリコンウエーハへの移行）］ ＡｌＮ焼結体を直径１００ｍｍの円板状に切り出し、こ
の上に前記したＳｉＣ膜を４時間ＣＶＤ反応させ、厚さ
６０μｍのＳｉＣが被覆された基材を得た。本基材のＳ
ｉＣ被覆面にポリッシュした４”シリコン単結晶ウエー
ハを静置し、その上に５０ｇの荷重を加え、１５０℃に
加熱されたクリーンオーブン中に２時間置いた。比較の
ためにＳｉＣ被覆をしていないＡｌＮ焼結体でも同様の
加熱処理を行った。そのあと、シリコンウエーハ中の不
純物を測定した。その結果を表１に示す。表から明らか
なようにＳｉＣを被覆した面からは不純物のシリコンウ
エーハへの移行が抑えられていることが判る。
焼結体の特性（不純物のシリコンウエーハへの移行）］ ＡｌＮ焼結体を直径１００ｍｍの円板状に切り出し、こ
の上に前記したＳｉＣ膜を４時間ＣＶＤ反応させ、厚さ
６０μｍのＳｉＣが被覆された基材を得た。本基材のＳ
ｉＣ被覆面にポリッシュした４”シリコン単結晶ウエー
ハを静置し、その上に５０ｇの荷重を加え、１５０℃に
加熱されたクリーンオーブン中に２時間置いた。比較の
ためにＳｉＣ被覆をしていないＡｌＮ焼結体でも同様の
加熱処理を行った。そのあと、シリコンウエーハ中の不
純物を測定した。その結果を表１に示す。表から明らか
なようにＳｉＣを被覆した面からは不純物のシリコンウ
エーハへの移行が抑えられていることが判る。
【００４６】
【表１】
【００４７】（実施例７）［ＡｌＮ複合発熱体の特性］ 実施例１で得たＡｌＮ焼結体を巾１ｃｍ×長さ７ｃｍに
切り出し、この上に実施例３の方法でＳｉＣ膜を１２時
間ＣＶＤ反応させ、厚さ１８０μｍのＳｉＣ導電層が被
覆された発熱体を得た。この発熱体の両端をクリップで
挟み、電流を流して窒素雰囲気中での昇温状況を測定
し、その結果を図１に示した。図から高速昇温が可能な
ことがよく判る。
切り出し、この上に実施例３の方法でＳｉＣ膜を１２時
間ＣＶＤ反応させ、厚さ１８０μｍのＳｉＣ導電層が被
覆された発熱体を得た。この発熱体の両端をクリップで
挟み、電流を流して窒素雰囲気中での昇温状況を測定
し、その結果を図１に示した。図から高速昇温が可能な
ことがよく判る。
【００４８】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明
の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同
一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いか
なるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
るものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明
の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同
一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いか
なるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００４９】
【発明の効果】本発明のＡｌＮ複合基材及びこれを使用
したＡｌＮ複合発熱体、ＡｌＮ複合静電チャック及びＡ
ｌＮ複合ヒータ付静電チャックは、いずれもＣＶＤ法で
合成した高純度ＳｉＣ表面層、高純度Ｓｉ・Ｃ・Ｎ絶縁
体層または高純度ＡｌＮ表面層を有し、耐熱性、耐食
性、絶縁耐力、熱応答性、誘電性等の諸特性に優れてい
る。従って、半導体デバイス製造装置において、高温や
腐食性ガスに長時間曝されても、劣化がなく、劣化によ
る塵埃の発生も不純物金属による汚染も殆どなく、長寿
命である。発熱体としては高速昇温、高速降温が容易に
なり、デバイスの生産性向上が図れ、静電チャックとし
ては吸着面や被吸着物であるウエーハ、ガラス基板等に
汚染を与えないと共に、歪み、割れ、クラック等のダメ
ージを与えることのない高性能を発揮するもので、産業
上その利用価値は極めて高いものである。
したＡｌＮ複合発熱体、ＡｌＮ複合静電チャック及びＡ
ｌＮ複合ヒータ付静電チャックは、いずれもＣＶＤ法で
合成した高純度ＳｉＣ表面層、高純度Ｓｉ・Ｃ・Ｎ絶縁
体層または高純度ＡｌＮ表面層を有し、耐熱性、耐食
性、絶縁耐力、熱応答性、誘電性等の諸特性に優れてい
る。従って、半導体デバイス製造装置において、高温や
腐食性ガスに長時間曝されても、劣化がなく、劣化によ
る塵埃の発生も不純物金属による汚染も殆どなく、長寿
命である。発熱体としては高速昇温、高速降温が容易に
なり、デバイスの生産性向上が図れ、静電チャックとし
ては吸着面や被吸着物であるウエーハ、ガラス基板等に
汚染を与えないと共に、歪み、割れ、クラック等のダメ
ージを与えることのない高性能を発揮するもので、産業
上その利用価値は極めて高いものである。
【図１】本発明のＡｌＮ・ＳｉＣ複合発熱体の窒素ガス
雰囲気下における投入電力と上昇温度の関係を示すグラ
フである。
雰囲気下における投入電力と上昇温度の関係を示すグラ
フである。
フロントページの続き (72)発明者 川田 敦雄 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 茂木 弘 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
Claims (11)
- 【請求項１】 窒化アルミニウム複合発熱体、窒化アル
ミニウム複合静電チャックあるいは窒化アルミニウム複
合ヒータ付静電チャックに用いられる基材であって、窒
化アルミニウム焼結体の表面上に、気相沈着法により形
成された炭化けい素から成る被覆層を有することを特徴
とする窒化アルミニウム複合基材。 - 【請求項２】 窒化アルミニウム焼結体の表面上に、気
相沈着法により形成された炭化けい素から成る導電層ヒ
ータパターンを有することを特徴とする窒化アルミニウ
ム複合発熱体。 - 【請求項３】 窒化アルミニウム焼結体の表面上に、気
相沈着法により形成された炭化けい素から成る導電層電
極パターンを有することを特徴とする窒化アルミニウム
複合静電チャック。 - 【請求項４】 窒化アルミニウム焼結体の表面上に、気
相沈着法により形成された炭化けい素から成る導電層ヒ
ータパターンを有し、該パターン上または焼結体面上全
面にシリコンと窒素と炭素とを主成分とする気相沈着法
による絶縁体層が形成されていることを特徴とする窒化
アルミニウム複合発熱体。 - 【請求項５】 前記絶縁体層が気相沈着法により形成さ
れた窒化アルミニウムであることを特徴とする請求項４
に記載の窒化アルミニウム複合発熱体。 - 【請求項６】 窒化アルミニウム焼結体の表面上に、気
相沈着法により形成された炭化けい素から成る導電層電
極パターンを有し、該パターン上または焼結体面上全面
にシリコンと窒素と炭素とを主成分とする気相沈着法に
よる絶縁体層が形成されていることを特徴とする窒化ア
ルミニウム複合静電チャック。 - 【請求項７】 前記絶縁体層が気相沈着法により形成さ
れた窒化アルミニウムであることを特徴とする請求項６
に記載の窒化アルミニウム複合静電チャック。 - 【請求項８】 窒化アルミニウム焼結体の片面に気相沈
着法による炭化けい素から成る導電層ヒータパターンが
形成され、他面に気相沈着法による炭化けい素から成る
導電層電極パターンが形成されていることを特徴とする
窒化アルミニウム複合ヒータ付静電チャック。 - 【請求項９】 前記窒化アルミニウム複合ヒータ付静電
チャックの全面上に、シリコンと窒素と炭素とを主成分
とする気相沈着法による絶縁体層が形成されていること
を特徴とする請求項８に記載した窒化アルミニウム複合
ヒータ付静電チャック。 - 【請求項１０】 前記絶縁体層が気相沈着法により形成
された窒化アルミニウムであることを特徴とする請求項
９に記載した窒化アルミニウム複合ヒータ付静電チャッ
ク。 - 【請求項１１】 前記窒化アルミニウム複合基材を構成
する窒化アルミニウムが、気相沈着法により形成された
窒化アルミニウムであることを特徴とする請求項１〜請
求項１０のいずれか１項に記載した窒化アルミニウム複
合基材、窒化アルミニウム複合発熱体、窒化アルミニウ
ム複合静電チャック、または窒化アルミニウム複合ヒー
タ付静電チャック。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22738497A JPH1160356A (ja) | 1997-08-08 | 1997-08-08 | 窒化アルミニウム複合基材及びこれを用いた窒化アルミニウム複合発熱体、窒化アルミニウム複合静電チャック、窒化アルミニウム複合ヒータ付静電チャック |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22738497A JPH1160356A (ja) | 1997-08-08 | 1997-08-08 | 窒化アルミニウム複合基材及びこれを用いた窒化アルミニウム複合発熱体、窒化アルミニウム複合静電チャック、窒化アルミニウム複合ヒータ付静電チャック |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1160356A true JPH1160356A (ja) | 1999-03-02 |
Family
ID=16859980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22738497A Pending JPH1160356A (ja) | 1997-08-08 | 1997-08-08 | 窒化アルミニウム複合基材及びこれを用いた窒化アルミニウム複合発熱体、窒化アルミニウム複合静電チャック、窒化アルミニウム複合ヒータ付静電チャック |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1160356A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0990630A1 (en) * | 1998-09-29 | 2000-04-05 | Ngk Insulators, Ltd. | Structural body comprising aluminum nitride and method of producing the same |
| EP0992472A2 (en) * | 1998-10-07 | 2000-04-12 | Ngk Insulators, Ltd. | Corrosion-resistant members against a chlorine-based gas |
| EP1138801A1 (en) * | 2000-03-27 | 2001-10-04 | Asm Japan K.K. | Method of forming thin film onto semiconductor substrate |
| JP2001284442A (ja) * | 2000-03-31 | 2001-10-12 | Lam Res Corp | 静電チャック及びその製造方法 |
| WO2022072382A1 (en) * | 2020-09-29 | 2022-04-07 | Lam Research Corporation | Coated conductor for heater embedded in ceramic |
-
1997
- 1997-08-08 JP JP22738497A patent/JPH1160356A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0990630A1 (en) * | 1998-09-29 | 2000-04-05 | Ngk Insulators, Ltd. | Structural body comprising aluminum nitride and method of producing the same |
| US6387551B1 (en) | 1998-09-29 | 2002-05-14 | Ngk Insulators, Ltd. | Structural body and method of producing the same |
| EP0992472A2 (en) * | 1998-10-07 | 2000-04-12 | Ngk Insulators, Ltd. | Corrosion-resistant members against a chlorine-based gas |
| EP0992472A3 (en) * | 1998-10-07 | 2000-08-23 | Ngk Insulators, Ltd. | Corrosion-resistant members against a chlorine-based gas |
| US6207305B1 (en) | 1998-10-07 | 2001-03-27 | Ngk Insulators, Ltd. | Corrosion-resistant members against a chlorine-based gas |
| EP1138801A1 (en) * | 2000-03-27 | 2001-10-04 | Asm Japan K.K. | Method of forming thin film onto semiconductor substrate |
| US6524955B2 (en) | 2000-03-27 | 2003-02-25 | Asm Japan K.K. | Method of forming thin film onto semiconductor substrate |
| JP2001284442A (ja) * | 2000-03-31 | 2001-10-12 | Lam Res Corp | 静電チャック及びその製造方法 |
| WO2022072382A1 (en) * | 2020-09-29 | 2022-04-07 | Lam Research Corporation | Coated conductor for heater embedded in ceramic |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060106 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060418 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060912 |