KR102209157B1 - 반도체 제조장치용 부품 - Google Patents

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모토키 홋타
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Abstract

본 명세서에서는 제 1 세라믹스 부재와 제 2 세라믹스 부재의 접합강도의 저하를 억제하는 것이 가능한 기술을 개시한다. 반도체 제조장치용 부품은 AlN을 주성분으로 하는 재료에 의해 형성된 제 1 세라믹스 부재와, AlN을 주성분으로 하는 재료에 의해 형성된 제 2 세라믹스 부재와, 제 1 세라믹스 부재와 제 2 세라믹스 부재 사이에 배치되어 제 1 세라믹스 부재와 제 2 세라믹스 부재를 접합하는 접합층을 구비한다. 접합층은 Gd과 Al을 포함하는 복합 산화물과 Al2O3를 포함하고 AlN을 포함하지 않는다.

Description

반도체 제조장치용 부품
본 명세서에 개시되는 기술은 반도체 제조장치용 부품에 관한 것이다.
반도체 제조장치용 부품으로서 서셉터(가열장치)가 이용된다. 서셉터는, 예를 들면 내부에 히터를 가지는 판 형상의 세라믹스제의 유지부재와, 유지부재의 일방의 면 측에 배치되는 원통 형상의 세라믹스제의 지지부재와, 유지부재와 지지부재 사이에 배치되어 유지부재의 일방의 면과 지지부재의 일방의 면을 접합하는 접합층을 구비한다. 유지부재의 일방의 면과는 반대측의 유지면에 웨이퍼가 배치된다. 서셉터는 히터에 전압이 인가됨에 의해서 발생하는 열을 이용하여 유지면에 배치된 웨이퍼를 가열한다. 이러한 서셉터 중에는, 유지부재와 지지부재가 비교적 열전도율이 높은 AlN(질화알루미늄)을 주성분으로 하는 재료에 의해 형성되어 있고, 접합층은 AlN을 포함하는 재료에 의해 형성된 것이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1, 2 참조).
특허문헌 1 : 일본국 특허 제4032971호 공보 특허문헌 2 : 일본국 특개 2004-345952호 공보
상기한 AlN을 포함하는 접합층이 이용된 반도체 제조장치용 부품에서는, AlN을 주성분으로 하는 유지부재와 지지부재를 AlN 분말을 포함하는 접합제로 접합할 때의 접합온도는, 유지부재와 지지부재를 소성할 때의 소성온도보다 낮은 온도로 설정된다. 접합온도가 유지부재와 지지부재를 소성할 때의 소성온도 이상으로 설정되면, AlN을 주성분으로 하는 유지부재나 지지부재 자체가 변형되는 일이 있기 때문이다.
그러나, 접합온도가 유지부재와 지지부재를 소성할 때의 소성온도보다 낮은 온도로 설정되면, 접합제 중의 AlN 분말이 충분히 소성되지 않고 분말 상태인 채로 응집되는 일이 있다. AlN 분말이 분말 상태인 채로 응집되면, 접합층 내에 공동이 생김으로써 유지부재와 지지부재의 접합강도가 저하되는 일이 있다.
또한, 이러한 과제는 서셉터를 구성하는 유지부재와 지지부재의 접합에 한하지 않고, 예를 들면 정전 척 등의 유지장치를 구성하는 세라믹스 부재끼리의 접합에도 공통된 과제이다. 또, 이러한 과제는 유지장치에 한하지 않고, 예를 들면 샤워 헤드 등의 반도체 제조장치용 부품을 구성하는 세라믹스 부재끼리의 접합에도 공통된 과제이다.
본 명세서에서는 상기한 과제를 해결하는 것이 가능한 기술을 개시한다.
본 명세서에 개시되는 기술은, 예를 들면 이하의 형태로 하여 실현하는 것이 가능하다.
(1) 본 명세서에 개시되는 반도체 제조장치용 부품은, AlN을 가장 함유비율이 많은 성분으로 하는 재료에 의해 형성된 제 1 세라믹스 부재와, AlN을 가장 함유비율이 많은 성분으로 하는 재료에 의해 형성된 제 2 세라믹스 부재와, 상기 제 1 세라믹스 부재와 상기 제 2 세라믹스 부재 사이에 배치되어 상기 제 1 세라믹스 부재와 상기 제 2 세라믹스 부재를 접합하는 접합층을 구비하는 반도체 제조장치용 부품에 있어서, 상기 접합층은 Gd과 Al을 포함하는 복합 산화물과 Al2O3를 포함하고 AlN을 포함하지 않는다. 본원의 발명자는 실험 등에 의해서, Gd(가돌리늄)과 Al(알루미늄)을 포함하는 복합 산화물과 Al2O3(알루미나)를 포함하고 AlN(질화알루미늄)을 포함하지 않는 접합층은, AlN을 포함하는 접합층에 비해서, AlN을 가장 함유비율이 많은 성분으로 하는 재료에 의해 형성된 세라믹스 부재끼리를 접합할 때의 접합온도를 당해 세라믹스 부재를 소성할 때의 소성온도보다 낮게 하더라도 높은 접합강도로 형성할 수 있는 것을 찾아냈다. 그래서, 본 반도체 제조장치용 부품에 의하면, 접합층을 Gd과 Al을 포함하는 복합 산화물과 Al2O3를 포함하고 AlN을 포함하지 않는 구성으로 함으로써, 접합층이 AlN을 포함하는 경우에 비해서, 제 1 세라믹스 부재와 제 2 세라믹스 부재의 접합강도의 저하를 억제할 수 있다.
(2) 상기 반도체 제조장치용 부품에 있어서, 상기 접합층에 있어서, 상기 복합 산화물의 함유율은 10㏖% 이상 86㏖% 이하인 구성으로 하여도 좋다. 본 반도체 제조장치용 부품에 의하면, 접합층이 AlN을 포함하는 경우에 비해서, 접합온도를 더 낮은 온도로 하면서 접합강도가 저하되는 것을 억제할 수 있다.
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(3) 본 명세서에 개시되는 반도체 제조장치용 부품은, AlN을 가장 함유비율이 많은 성분으로 하는 재료에 의해 형성된 제 1 세라믹스 부재와, AlN을 가장 함유비율이 많은 성분으로 하는 재료에 의해 형성된 제 2 세라믹스 부재와, 상기 제 1 세라믹스 부재와 상기 제 2 세라믹스 부재 사이에 배치되어 상기 제 1 세라믹스 부재와 상기 제 2 세라믹스 부재를 접합하는 복수의 접합부를 구비하는 반도체 제조장치용 부품에 있어서, 상기 접합부는 Gd과 Al을 포함하는 복합 산화물과 Al2O3를 포함하고 AlN을 포함하지 않는다. 본 반도체 제조장치용 부품에 의하면, 접합부를 Gd과 Al을 포함하는 복합 산화물과 Al2O3를 포함하고 AlN을 포함하지 않는 구성으로 함으로써, 접합부가 AlN을 포함하는 경우에 비해서, 제 1 세라믹스 부재와 제 2 세라믹스 부재의 접합강도의 저하를 억제할 수 있다.
(4) 상기 반도체 제조장치용 부품에 있어서, 상기 접합부에 있어서, 상기 복합 산화물의 함유율은 10㏖% 이상 86㏖% 이하인 구성으로 하여도 좋다. 본 반도체 제조장치용 부품에 의하면, 접합부가 AlN을 포함하는 경우에 비해서, 접합온도를 더 낮은 온도로 하면서 접합강도가 저하되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 본 명세서에 개시되는 기술은 여러 가지 형태로 실현하는 것이 가능하며, 예를 들면 정전 척, 진공 척 등의 유지장치, 서셉터 등의 가열장치, 샤워 헤드 등의 반도체 제조장치용 부품의 형태로 실현하는 것이 가능하다.
도 1은 본 실시형태에 있어서의 서셉터(100)의 외관 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 실시형태에 있어서의 서셉터(100)의 XZ 단면 구성을 개략적으로 나타내는 설명도이다.
도 3은 본 실시형태에 있어서의 서셉터(100)의 제조방법을 나타내는 플로차트이다.
도 4는 Al2O3와 Gd2O3의 온도에 대한 상태 변화를 나타내는 설명도이다.
도 5는 실시예의 서셉터(100)의 시험편의 SEM 화상을 모식적으로 나타내는 설명도이다.
도 6은 비교예의 서셉터의 시험편의 SEM 화상을 모식적으로 나타내는 설명도이다.
도 7은 변형예의 서셉터의 시험편의 SEM 화상을 모식적으로 나타내는 설명도이다.
A. 실시형태 :
A-1. 서셉터(100)의 구성 :
도 1은 본 실시형태에 있어서의 서셉터(100)의 외관 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 실시형태에 있어서의 서셉터(100)의 XZ 단면 구성을 개략적으로 나타내는 설명도이다. 각 도면에는 방향을 특정하기 위한 서로 직교하는 XYZ축이 도시되어 있다. 본 명세서에서는 편의적으로 Z축 정방향을 상측방향이라 하고, Z축 부방향을 하측방향이라 하지만, 서셉터(100)는 실제로는 이러한 방향과는 다른 방향으로 설치되어도 좋다. 서셉터(100)는 청구범위에 있어서의 "반도체 제조장치용 부품"에 상당한다.
서셉터(100)는 대상물{예를 들면, 웨이퍼(W)}을 유지하면서 소정의 처리 온도로 가열하는 장치이며, 예를 들면 반도체장치의 제조공정에서 사용되는 박막형성장치(예를 들면, CVD 장치나 스패터링 장치)나 에칭 장치(예를 들면, 플라스마 에칭 장치)에 구비되어 있다. 서셉터(100)는 소정의 배열방향{본 실시형태에서는 상하방향(Z축 방향)}으로 나란히 배치된 유지부재(10) 및 지지부재(20)를 구비한다. 유지부재(10)와 지지부재(20)는, 유지부재(10)의 하면(이하, "유지측 접합면(S2)"이라 한다)과 지지부재(20)의 상면(이하, "지지측 접합면(S3)"이라 한다)이 상기 배열방향으로 대향하도록 배치되어 있다. 서셉터(100)는 유지부재(10)의 유지측 접합면(S2)과 지지부재(20)의 지지측 접합면(S3) 사이에 배치된 접합층(30)을 더 구비한다. 유지부재(10)는 청구범위에 있어서의 "제 1 세라믹스 부재"에 상당하고, 지지부재(20)는 청구범위에 있어서의 "제 2 세라믹스 부재"에 상당한다.
(유지부재(10))
유지부재(10)는, 예를 들면 원형 평면의 판 형상 부재이며, AlN(질화알루미늄)을 주성분으로 하는 세라믹스에 의해 형성되어 있다. 또한, 여기서 말하는 "주성분"이란 함유비율(중량비율)이 가장 많은 성분을 의미한다. 유지부재(10)의 직경은 예를 들면 100㎜∼500㎜ 정도이고, 유지부재(10)의 두께는 예를 들면 3㎜∼15㎜정도이다.
유지부재(10)의 내부에는 도전성 재료(예를 들면, 텅스텐이나 몰리브덴 등)에 의해 형성된 선(線) 형상의 저항 발열체로 구성된 히터(50)가 설치되어 있다. 히터(50)의 1쌍의 단부는 유지부재(10)의 중앙부 부근에 배치되어 있다. 또, 유지부재(10)의 내부에는 1쌍의 비아(52)가 형성되어 있다. 각 비아(52)는 상하방향으로 연장되는 선 형상의 도전체이며, 각 비아(52)의 상단은 히터(50)의 각 단부에 접속되어 있고, 각 비아(52)의 하단은 유지부재(10)의 유지측 접합면(S2) 측에 배치되어 있다. 또, 유지부재(10)의 유지측 접합면(S2)의 중앙부 부근에는 1쌍의 수전전극(受電電極)(54)이 배치되어 있다. 각 수전전극(54)은 각 비아(52)의 하단에 접속되어 있다. 이것에 의해서, 히터(50)와 각 수전전극(54)이 전기적으로 접속되어 있다.
(지지부재(20))
지지부재(20)는 예를 들면 상하방향으로 연장된 원통 형상 부재이며, 지지측 접합면(S3)(상면)에서 하면(S4)까지 상하방향으로 관통하는 관통구멍(22)이 형성되어 있다. 지지부재(20)는 유지부재(10)와 마찬가지로 AlN을 주성분으로 하는 세라믹스에 의해 형성되어 있다. 지지부재(20)의 외경은 예를 들면 30㎜∼90㎜ 정도이며, 내경은 예를 들면 10㎜∼60㎜정도이고, 상하방향의 길이는 예를 들면 100㎜∼300㎜ 정도이다. 지지부재(20)의 관통구멍(22) 내에는 1쌍의 전극단자(56)가 수용되어 있다. 각 전극단자(56)는 상하방향으로 연장되는 봉 모양의 도전체이다. 각 전극단자(56)의 상단은 각 수전전극(54)에 납땜에 의해 접합되어 있다. 1쌍의 전극단자(56)에 전원(도시생략)으로부터 전압이 인가되면, 히터(50)가 발열됨으로써 유지부재(10)가 따뜻하게 되고, 유지부재(10)의 상면(이하, "유지면(S1)"이라 한다)에 유지된 웨이퍼(W)가 따뜻하게 된다. 또한, 히터(50)는 유지부재(10)의 유지면(S1)을 가능한 한 구석구석까지 따뜻하게 하기 위해서, 예를 들면 Z방향에서 보았을 때에 대략 동심원 형상으로 배치되어 있다. 또, 지지부재(20)의 관통구멍(22) 내에는 열전대인 2개의 금속선(60)(도 2에서는 1개만 도시)이 수용되어 있다. 각 금속선(60)은 상하방향으로 연장되도록 배치되며, 각 금속선(60)의 상단부분(62)은 유지부재(10)의 중앙부에 매립되어 있다. 이것에 의해서, 유지부재(10) 내의 온도가 측정되고, 그 측정결과에 근거하여 웨이퍼(W)의 온도제어가 실현된다.
(접합층(30))
접합층(30)은 원환 형상의 시트층이며, 유지부재(10)의 유지측 접합면(S2)과 지지부재(20)의 지지측 접합면(S3)을 접합하고 있다. 접합층(30)은 GdAlO3과 Al2O3(알루미나)를 포함하고 AlN을 포함하지 않는 재료에 의해 형성되어 있다. 접합층(30)의 외경은 예를 들면 30㎜∼90㎜ 정도이고, 내경은 예를 들면 10㎜∼60㎜ 정도이고, 두께는 예를 들면 1㎛∼100㎛ 정도이다.
A-2. 서셉터(100)의 제조방법 :
이어서, 본 실시형태에 있어서의 서셉터(100)의 제조방법을 설명한다. 도 3은 본 실시형태에 있어서의 서셉터(100)의 제조방법을 나타내는 플로차트이다. 처음에 유지부재(10)와 지지부재(20)를 준비한다(S110). 상기한 바와 같이 유지부재(10)와 지지부재(20)는 모두 AlN을 주성분으로 하는 세라믹스에 의해 형성되어 있다. 또한, 유지부재(10) 및 지지부재(20)는 공지의 제조방법에 따라서 제조가 가능하기 때문에, 여기서는 제조방법의 설명을 생략한다.
그 다음, 접합층(30)의 형성재료인 페이스트상의 접합제를 준비한다(S120). 구체적으로는, Gd2O3(가돌리니아) 분말과 Al2O3 분말을 소정의 비율로 혼합하고, 게다가 아크릴 바인더 및 부틸 카비톨과 함께 혼합함에 의해서 페이스트상의 접합제를 형성한다. 또한, 페이스트상의 접합제의 형성재료의 조성비는, 예를 들면 Gd2O3가 24㏖%이고, Al2O3가 76㏖%인 것이 바람직하다. 그 다음, 유지부재(10)와 지지부재(20) 사이에 준비된 페이스트상의 접합제를 배치한다(S130). 구체적으로는 유지부재(10)의 유지측 접합면(S2)과 지지부재(20)의 지지측 접합면(S3)을 랩 연마하여 각 접합면(S2,S3)의 표면조도를 1㎛ 이하, 평탄도를 10㎛ 이하로 한다. 그리고, 유지부재(10)의 유지측 접합면(S2)과 지지부재(20)의 지지측 접합면(S3) 중 적어도 일방에 마스크를 통해 인쇄함에 의해서 페이스트상의 접합제를 도포한다. 그 후, 지지부재(20)의 지지측 접합면(S3)과 유지부재(10)의 유지측 접합면(S2)을 페이스트상의 접합제를 사이에 두고 서로 겹침으로써, 유지부재(10)와 지지부재(20)의 적층체를 형성한다.
그 다음, 유지부재(10)와 지지부재(20)의 적층체를 핫 프레스 노(爐) 내에 배치하고, 가압하면서 가열한다(S140). 이것에 의해서 페이스트상의 접합제가 용융되어 접합층(30)이 형성되고, 이 접착층(30)에 의해서 유지부재(10)와 지지부재(20)가 접합된다. 이 가열·가압 접합에 있어서의 압력은 0.1MPa 이상 15MPa 이하의 범위 내에서 설정되는 것이 바람직하다. 가열·가압 접합에 있어서의 압력이 0.1MPa 이상으로 설정되면, 피접합 부재{유지부재(10)나 지지부재(20)}의 표면에 기복(waviness) 등이 있는 경우에서도 피접합부재 간에 접합되지 않는 틈새가 생기는 것이 억제되어, 초기의 접합강도가 저하되는 것을 억제할 수 있다. 또, 가열·가압 접합에 있어서의 압력이 15MPa 이하로 설정되면, 유지부재(10)의 크랙이나 지지부재(20)의 변형이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 각 접합면(S2, S3)에는 0.2Kgf/㎠∼3Kgf/㎠의 압력이 부여된다.
또, 이 가열·가압 접합에 있어서의 온도는 1750℃까지 상승시키는 것이 바람직하다. 가열·가압 접합에 있어서의 온도가 1750℃까지 상승하면, 1750℃의 상태를 약 10분 유지한 후, 핫 프레스 노 내의 온도를 실온까지 내린다. 가열·가압 접합 후, 필요에 따라서 후처리(외주나 상하면의 연마, 단자의 형성 등)를 실시한다. 이상의 제조방법에 의해서 상기한 구성의 서셉터(100)가 제조된다.
이어서, 접합제에 있어서의 Gd2O3의 함유율에 대해서 설명한다. 접합제에 있어서의 Gd2O3의 함유율은 5㏖% 이상 43㏖% 이하인 것이 바람직하다. 도 4는 Al2O3와 Gd2O3의 온도에 대한 상태 변화를 나타내는 설명도이다. 도 4에 의하면, 접합제에 있어서의 Gd2O3의 함유율이 5㏖% 이상 43㏖% 이하인 경우, 비교적 낮은 접합온도(1720도에 가까운 온도)에서 접합제를 접합층(30)으로 형성할 수 있는 것을 이해할 수 있다. 여기서, 접합제에 있어서의 Gd2O3의 함유율이 5㏖% 이상 43㏖% 이하이면, 접합층(30)에 있어서의 GdAlO3의 함유율은 10㏖% 이상 86㏖% 이하가 된다. 즉, 접합층(30)에 있어서의 GdAlO3의 함유율이 10㏖% 이상 86㏖% 이하인 경우, AlN을 포함하는 접합제에 비해서, 접합온도를 더 낮은 온도로 하면서 유지부재(10)와 지지부재(20)의 접합강도{접합층(30)의 접합강도}가 저하되는 것을 억제할 수 있다.
A-3. 성능평가 :
실시예의 서셉터(100)와 비교예의 서셉터에 대해서, 이하에 설명하는 성능평가를 실시하였다.
A-3-1. 실시예 및 비교예에 대해서 :
실시예의 서셉터(100)는 상기한 제조방법에 의해서 제조된 것이다. 비교예의 서셉터는 유지부재와 지지부재와 접합층을 구비한다. 실시예의 서셉터(100)와 비교예의 서셉터는 이하의 점에서 공통되어 있다.
(유지부재의 구성)
* 재료 : AlN을 주성분으로 하는 세라믹스
* 직경 : 100㎜∼500㎜
* 두께 : 3㎜∼15㎜
(지지부재의 구성)
* 재료 : AlN을 주성분으로 하는 세라믹스
* 외경 : 30㎜∼90㎜
* 내경 : 10㎜∼60㎜
* 상하방향이 길이 : 100㎜∼300㎜
(접합층의 외형)
* 외경 : 30㎜∼90㎜
* 내경 : 10㎜∼60㎜
* 두께 : 1㎛∼100㎛
실시예의 서셉터(100)와 비교예의 서셉터는 이하의 점에서 상위하다.
(접합층의 재료)
* 실시예의 서셉터(100)의 접합층(30)의 재료 : GdAlO3과 Al2O3를 포함하고 AlN을 포함하지 않는다.
* 비교예의 서셉터의 접합층의 재료 : AlN을 포함한다.
비교예의 서셉터의 제조방법은, 실시예의 서셉터(100)의 상기한 제조방법에 대해서, Gd2O3 분말에 더하여 AlN 분말을 Al2O3 분말, 아크릴 바인더 및 부틸 카비톨과 함께 혼합함으로써, Gd2O3 분말과 AlN 분말과 Al2O3 분말의 합계를 100중량%로 하였을 때에 5중량%의 AlN 분말을 포함하는 페이스트상의 접합제를 형성하는 점이 상위하지만, 이것 이외의 점은 기본적으로 공통되어 있다.
A-3-2. 평가수법 :
접합층의 접합강도의 평가로서 실시예의 서셉터(100) 및 비교예의 서셉터에 대해서 3점 굽힘시험을 실시하였다.
(3점 굽힘시험에 대해서)
3점 굽힘시험에서는, 예를 들면 실시예의 서셉터(100)의 유지부재(10)와 지지부재(20)와 접합층(30)을 포함하는 소정 사이즈의 접합부분을 시험편으로서 잘라내어 1쌍의 지점과 압자를 구비한 3점 굽힘시험기에 배치한다. 구체적으로는, 잘라낸 시험편에 있어서, 유지부재(10)의 부분과 지지부재(20)의 부분을 각 지점 상에 배치하고, 접합층(30)의 부분에 상측에서 압자를 압접시켰다. 그리고, 접합층(30)에 대한 압자의 압접력을 크게 하여 감에 의해서 접합층(30)의 부분에 걸리는 하중을 크게 하여 가면서, 접합층(30)이 파괴되었을 때의 파괴하중을 측정하였다. 그리고, 전체가 AlN을 주성분으로 하는 세라믹스로 형성된 모재의 파괴하중을 기준하중으로 하고, 이 기준하중에 대한 시험편의 파괴하중의 비율에 근거하여 접합층(30)의 접합강도를 평가하였다.
A-3-3. 평가결과 :
(3점 굽힘시험에 대해서)
실시예의 서셉터(100)에서는, 3점 굽힘시험에 있어서, 접합층(30)의 접합강도가 기준하중에 대해서 약 90% 정도의 강도였다. 한편, 비교예의 서셉터에서는, 접합층의 접합강도가 기준하중에 대해서 40% 정도의 강도였으며, 실시예의 서셉터(100)의 접합층(30)의 접합강도보다 낮았다.
A-4. 본 실시형태의 효과 :
상기한 바와 같이 GdAlO3과 Al2O3를 포함하고 AlN을 포함하지 않는 접합층(30)은, AlN을 포함하는 접합층에 비해서, AlN을 주성분으로 하는 재료에 의해 형성된 세라믹스 부재{유지부재(10), 지지부재(20)}끼리를 접합할 때의 접합온도를 당해 세라믹스 부재를 소성할 때의 소성온도보다 낮게 하더라도 높은 접합강도로 형성할 수 있다. 도 5는 실시예의 서셉터(100)의 시험편을 SEM(주사형 전자현미경)에 의해 관찰하였을 때의 SEM 화상을 모식적으로 나타내는 설명도이다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 접합층(30)의 형성재료 중, 특히 GdAlO3은 낮은 온도에서도 유동성이 높은 것에 의해서 유지부재(10) 및 지지부재(20)의 형성재료인 AlN 간의 틈새를 메우도록 퍼져 있는 것을 알 수 있다. 이 SEM 화상으로부터도 접합층(30)에 의해서 유지부재(10)와 지지부재(20)를 높은 접합강도로 접합할 수 있는 것을 이해할 수 있다. 또, 접합온도가 유지부재(10) 등의 소성온도보다 낮기 때문에, AlN을 주성분으로 하는 유지부재(10)나 지지부재(20) 자체가 변형되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 본 명세서에 있어서 "AlN을 포함하지 않는다"라는 것은, 접합층에 있어서, 복수의 AlN 입자의 응집체로서, 서로 인접하는 복수의 AlN 입자에 의해서 둘러싸인 틈새를 가지는 응집체를 포함하지 않는 것을 의미한다. 도 6은 비교예의 서셉터의 시험편의 SEM 화상을 모식적으로 나타내는 설명도이다. 비교예의 서셉터는, 상기한 실시형태와는 달리, AlN을 포함하는 재료에 의해 형성된 접합층(30x)에 의해서 유지부재(10)와 지지부재(20)가 접합된 서셉터이다. 도 6에 나타내는 바와 같이, AlN이 의도적으로 첨가된 접합층(30x)에서는 복수의 AlN 입자의 응집체(G)가 형성되는 일이 있다. 이 응집체(G)는, 당해 응집체(G)를 구성하며 서로 인접하는 복수의 AlN 입자에 의해서 둘러싸인 틈새(P)를 가진다. 한편, 상기한 실시형태와 같이 AlN을 포함하지 않는 재료로 형성된 접합층(30)이라 하더라도, 예를 들면 반도체 제조장치용 부품의 제조공정 등에 있어서, AlN을 주성분으로 하는 유지부재(10)나 지지부재(20)에 기인하는 AlN 입자가 석출되는 일이 있다. 다만, 이와 같이 AlN이 의도적으로 첨가되지 않은 접합층(30)에서는 유지부재(10)나 지지부재(20)의 성분에 기인하는 AlN 입자의 석출은 있지만, AlN 입자가 응집체(G)를 형성하는 일 없이, 접합층(30)에 AlN 입자가 이산적으로 존재하는 형태가 된다. 따라서, 본 명세서에 있어서 "AlN을 포함하지 않는다"라는 것은, 접합층(접합부)에 있어서, 복수의 AlN 입자의 응집체로서 서로 인접하는 복수의 AlN 입자에 의해서 둘러싸인 틈새를 가지는 응집체를 포함하지 않는 것을 의미한다. 또한, 서셉터의 단면 측에서 보았을 때, 접합층(접합부)과 세라믹스 부재의 경계 부근에 있어서, 유리(遊離)된 AlN 입자 간에 접합층(접합부)의 일부가 비집고 들어가 있는 일이 있지만, 이 형태는 공극을 가지는 응집체에는 해당하지 않는다.
B. 변형예 :
본 명세서에서 개시되는 기술은 상기한 실시형태에 한정되는 것이 아니며, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 예를 들면 다음과 같은 변형도 가능하다.
도 7은 변형예의 서셉터의 시험편의 SEM 화상을 모식적으로 나타내는 설명도이다. 변형예의 서셉터는, 접합층(30)에 의한 것이 아니라 복수의 접합부(30X)에 의해서 유지부재(10)와 지지부재(20)가 접합되어 있는 점에서, 상기한 실시형태의 서셉터(100)와는 다르다. 환언하면, 변형예의 서셉터에서는 유지부재(10)와 지지부재(20) 사이에 복수의 접합부(30X)가 이산적(離散的)으로 형성되어 있다. 구체적으로는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 유지부재(10)와 지지부재(20)는 당해 유지부재(10) 및 지지부재(20)의 형성재료인 AlN 입자를 통해서 부분적으로 연결되어 있다.
여기서, 본 명세서에 있어서, 접합부(접합층)와 유지부재(10) 및 지지부재(20)의 경계는, 유지부재(10) 및 지지부재(20)를 구성하는 AlN 입자가 서로 연결되어 이루어지는 하나의 연계된 AlN 입자군의 표면을 따르는 외형선에 의해 확정되는 것으로 한다. 즉, 외형선에 의해 둘러싸인 영역이 접합부(접합층)가 될 수 있다. 도 7에서는 외형선(L1)에 의해서 둘러싸인 접합부(30X)와 외형선(L2)에 의해서 둘러싸인 접합부(30X)가 도시되어 있다. 각 접합부는 GdAlO3과 Al2O3를 포함하고 AlN을 포함하지 않는다. 이러한 변형예의 서셉터에서도 상기한 실시형태와 마찬가지로 유지부재(10)와 지지부재(20)의 접합강도의 저하를 억제할 수 있다. 또, 변형예의 서셉터에 있어서, 각 접합부(30X)에 있어서의 GdAlO3의 함유율이 10㏖% 이상 86㏖% 이하이면, 각 접합부가 AlN을 포함하는 경우에 비해서, 접합온도를 더 낮은 온도로 하면서 접합강도가 저하되는 것을 억제할 수 있다.
상기 실시형태 및 변형예에 있어서의 유지부재(10) 및 지지부재(20)를 형성하는 세라믹스는, AlN(질화알루미늄)을 주성분으로서 포함하고 있으면, 다른 원소를 포함하고 있어도 좋다.
상기 실시형태 및 변형예에 있어서, 접합층(30)(접합부(30X))을 형성하는 재료는 GdAlO3 이외의 Al과 Gd을 포함하는 복합 산화물을 포함하고 있어도 좋다. 또, 접합층(30)(접합부(30X))은 Al과 Gd을 포함하는 복합 산화물과 Al2O3를 포함하고 있으면, AlN 이외의 물질을 포함하고 있어도 좋다. 예를 들면, 상기한 실시형태에서는 접합층(30)에, 유지부재(10)나 지지부재(20) 등의 세라믹스 부재로부터 확산된 Y(이트륨)에 의해 생성되는 Y과 Al을 포함하는 복합 산화물이 포함되는 일이 있다.
상기 실시형태 및 변형예에 있어서, 유지부재(10)와 지지부재(20) 사이에 예를 들면 접합층(30)(접합부(30X))과 함께 당해 접합층(30)(접합부(30X))과는 조성이 다른 제 2 접합층(제 2 접합부)이 개재되어 있는 것으로 하여도 좋다. 즉, 유지부재(10)와 지지부재(20)가 조성이 서로 다른 복수의 접합층 또는 접합부를 통해서 접합되어 있는 것으로 하여도 좋다.
또, 상기 실시형태에 있어서의 서셉터(100)의 제조방법은 어디까지나 일례이며, 여러 가지 변형이 가능하다.
본 발명은 서셉터(100)에 한정하지 않고, 폴리이미드 히터 등의 다른 가열장치, 세라믹스판과 베이스판을 구비하며 세라믹스판의 표면 상에 대상물을 유지하는 유지장치(예를 들면, 정전 척이나 진공 척), 샤워 헤드 등의 다른 반도체 제조장치용 부품에도 적용 가능하다.
10 : 유지부재 20 : 지지부재
22 : 관통구멍 30 : 접합층
30X : 접합부 50 : 히터
52 : 비아 54 : 수전전극
56 : 전극단자 60 : 금속선
62 : 상단부분 100 : 서셉터
G : 응집체 L1,L2 : 외형선
P : 틈새 S1 : 유지면
S2 : 유지측 접합면 S3 : 지지측 접합면
S4 : 하면 W : 웨이퍼

Claims (5)

  1. AlN을 가장 함유비율이 많은 성분으로 하는 재료에 의해 형성된 제 1 세라믹스 부재와,
    AlN을 가장 함유비율이 많은 성분으로 하는 재료에 의해 형성된 제 2 세라믹스 부재와,
    상기 제 1 세라믹스 부재와 상기 제 2 세라믹스 부재 사이에 배치되어 상기 제 1 세라믹스 부재와 상기 제 2 세라믹스 부재를 접합하는 접합층을 구비하는 반도체 제조장치용 부품에 있어서,
    상기 접합층은 Gd과 Al을 포함하는 복합 산화물과 Al2O3를 포함하고 AlN을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치용 부품.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 접합층에 있어서, 상기 복합 산화물의 함유율은 10㏖% 이상 86㏖% 이하인 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치용 부품.
  3. 삭제
  4. AlN을 가장 함유비율이 많은 성분으로 하는 재료에 의해 형성된 제 1 세라믹스 부재와,
    AlN을 가장 함유비율이 많은 성분으로 하는 재료에 의해 형성된 제 2 세라믹스 부재와,
    상기 제 1 세라믹스 부재와 상기 제 2 세라믹스 부재 사이에 배치되어 상기 제 1 세라믹스 부재와 상기 제 2 세라믹스 부재를 접합하는 복수의 접합부를 구비하는 반도체 제조장치용 부품에 있어서,
    상기 접합부는 Gd과 Al을 포함하는 복합 산화물과 Al2O3를 포함하고 AlN을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치용 부품.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 접합부에 있어서, 상기 복합 산화물의 함유율은 10㏖% 이상 86㏖% 이하인 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치용 부품.
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