KR102339550B1 - 질화 알루미늄 소결체 및 이를 포함하는 반도체 제조 장치용 부재 - Google Patents

질화 알루미늄 소결체 및 이를 포함하는 반도체 제조 장치용 부재 Download PDF

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Abstract

질화 알루미늄 소결체는, 1 내지 5 중량%의 산화 이트륨(Y2O3), 10 내지 100 ppm의 티타늄(Ti) 및 여분의 질화 알루미늄(AlN)을 포함한다. 이로써, 고온에서의 체적 저항값 및 열전도율이 개선되며, 반도체 제조 공정 중 불순물의 발생이 억제될 수 있다.

Description

질화 알루미늄 소결체 및 이를 포함하는 반도체 제조 장치용 부재{Aluminum nitride sintered compact and members for semiconductor manufacturing apparatus including the same}
본 발명은 질화 알루미늄 소결체 및 이를 포함하는 반도체 제조 장치용 부재에 관한 것이다.
반도체 제조 장치용 부재 중에서 반도체 제조 공정 중에 웨이퍼를 고정시켜주는 정전척과 화학 기상 증착(CVD) 공정 등에서 웨이퍼를 고정시켜주면서 동시에 가열하는 반도체 제조용 히터 등에 세라믹 물질이 이용되고 있다.
특히, 질화 알루미늄을 포함하는 세라믹 물질은 높은 열전도도를 가짐에 따라 기판을 가열하는 세라믹 히터에 적용될 수 있다. 상기 세라믹 히터는 세라믹 몸체, 상기 몸체 내부에 플라즈마를 생성하기 위한 기준 전위층과 열을 발생하기 위한 발열체를 구비한다. 따라서, 질화 알루미늄을 포함하는 세라믹 물질은 우수한 전기적 절연성 및 열전도율을 요구한다.
나아가, 상기 세라믹 히터에는 정전기력을 이용하는 정전척으로서의 기능이 요구됨에 따라 고온에서 높은 체적 저항값이 요구된다. 예를 들면, 상기 세라믹 히터를 이루는 세라믹 물질은 500˚C의 온도 하에서 1.0×107 Ω·cm 이상의 체적 저항을 가질 필요가 있다.
하지만, 질화알루미늄과 같은 세라믹 물질은 온도의 증가에 따라 감소되는 체적 저항을 가진다. 따라서, 질화알루미늄과 같은 세라믹 물질을 이용하는 세라믹 히터의 경우, 그 온도가 증가할수록 상기 세라믹 몸체의 체적 저항값이 감소함으로써, 상기 기준 전위층 및 발열층 사이에 누설전류가 발생할 수 있다. 나아가, 상기 세라믹 히터가 정천척으로서 기능이 악화될 수 있다.
따라서, 고온에서 상기 세라믹 물질의 체적 저항값을 유지하기 위하여, 상기 세라믹 몸체를 이루는 질화 알루미늄에 티타늄, 마그네슘 또는 실리콘과 같은 금속 계열의 첨가제를 추가하고 있다. 하지만, 상기 첨가제는 세라믹 히터의 열전도도를 저하시켜, 상기 세라믹 히터의 온도 균일도를 악화시킨다. 나아가, 상기 첨가제를 포함하는 질화 알루미늄으로 이루어진 세라믹 히터가 반도체 제조 장치에 적용될 경우, 상기 반도체 제조 장치의 동작 중, 상기 첨가제가 오염원으로 작동하는 문제가 있다.
따라서 본 발명의 목적은 고온에서 체적 저항값을 유지하면서 동시에 우수한 열전도율을 가지면서 불순물의 발생을 억제할 수 있는 질화 알루미늄 소결체를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 질화 알루미늄 소결체를 포함하는 반도체 제조 장치용 부재를 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 질화 알루미늄 소결체는, 1 내지 5 중량%의 산화 이트륨(Y2O3), 10 내지 100 ppm의 티타늄(Ti) 및 여분의 질화 알루미늄(AlN)을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 산화 이트륨에 대한 상기 티타늄의 중량비가 0.0002 내지 0.0031 일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 질화 알루미늄 소결체는, 500˚C의 온도 및 500 V/mm 전기장 조건에서 3.0×108 내지 5.0×109Ω·cm 범위의 체적 저항값을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 질화 알루미늄 소결체는, 100 W/mK이상의 열전도율을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 질화 알루미늄 소결체는, 불순물 검사에서 30 ppb 이하일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 장치용 부재는, 1 내지 5 중량%의 산화 이트륨(Y2O3), 10 내지 100 ppm의 티타늄(Ti) 및 여분의 질화 알루미늄(AlN)을 포함하는 질화 알루미늄 소결체로 이루어진 히팅 플레이트(heating plate), 상기 히팅 플레이트에 매설된 도전성 부재 및 상기 도전성 부재에 연결된 전력 공급부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 산화 이트륨에 대한 상기 티타늄의 중량비가 0.0002 내지 0.0031 일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 질화 알루미늄 소결체는, 500˚C의 온도 및 500 V/mm 전기장 조건에서 3.0×108 내지 5.0×109Ω·cm 범위의 체적 저항값을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 질화 알루미늄 소결체는, 100 W/mK이상의 열전도율을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 질화 알루미늄 소결체는, 불순물 검사에서 30 ppb 이하일 수 있다.
본 발명에 따른 질화 알루미늄 소결체는 1 내지 5 중량%의 산화 이트륨(Y2O3), 10 내지 100 ppm의 티타늄(Ti) 및 여분의 질화 알루미늄(AlN)을 포함한다. 따라서, 소량의 티타늄 원소 및 최적화된 산화 이트륨을 함유하는 질화 알루미늄 소결체가 고온에서의 체적 저항값을 유지할 수 있을 뿐만 아니라 우수한 열전도율을 동시에 확보할 수 있다.
나아가, 상기 질화 알루미늄 소결체를 이용한 반도체 제조 부재가 반도체 제조 공정에서 사용될 경우, 오염원으로 기능하는 티타늄의 함량이 제한됨으로써, 상기 제조 공정에서의 불량 불생이 감소될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 장치용 부재를 설명하기 위한 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 질화 알루미늄 소결체 및 이를 포함하는 반도체 제조 장치용 부재에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
질화 알루미늄 소결체
본 발명에 따른 질화 알루미늄 소결체는 산화 이트륨, 티타늄 및 질화 알루미늄을 포함한다.
본 발명의 소결체에 포함되는 질화 알루미늄(AlN)은 높은 열전도성 및 높은 전기 절연성을 가진다. 따라서, 상기 질화 알루미늄(AlN)은, 상기 질화 알루미늄 소결체가 고 열전도성 및 고절연성의 특성을 갖게 하는 역할을 한다.
따라서 상기 질화 알루미늄을 포함하는 질화 알루미늄 소결체는 웨이퍼를 고정시켜주면서 동시에 가열하는 정전척형 히팅 플레이트에 적용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 질화 알루미늄의 원료 분말로서, 고순도(99% 이상) 환원 질화 알루미늄 분말을 사용할 수 있다.
본 발명의 질화 알루미늄 소결체는 산화 이트륨(Y2O3)을 포함한다. 산화 이트륨 중량%는 질화 알루미늄 소결체를 주사전자현미경 혹은 투과전자현미경에 장착되어 있는 에너지 분산형 X선 분광기(Energy Dispersive X-ray Spectroscope)를 이용하여 측정하였을 때 검출된 원소의 양을 확인하는 방법이다. 산화 이트륨 중량%는 검출된 이트륨의 함량을 산화물로 환산하여 계산할 수 있다.
상기 산화 이트륨은 상기 질화 알루미늄 소결체가 일정 값 이상의 열전도율을 갖도록 한다. 즉, 산화 이트륨은 티타늄의 첨가에 따른 열전도율의 감소를 보완할 수 있는 기능을 수행한다.
한편, 상기 산화 이트륨은 질화 알루미늄 소결체의 제조 과정에서 각 성분 사이의 소결을 도와주는 역할을 한다. 예를 들면, 이트륨이 산화물의 형태로 첨가될 경우, 질화 알루미늄 소결체 분말에 포함된 산소 및 알루미늄과 반응을 하여 알루미네이트 화합물로 존재할 수 있다. 상기 알루미네이트 화합물은 상대적으로 낮은 소성 온도를 가진다. 결과적으로, 상기 산화 이트륨은 소결체 제조를 위한 다른 원소와의 반응으로 소결을 용이하게 하여 소성 과정시 소성 온도를 낮추는 역할을 한다. 따라서, 본 발명의 질화 알루미늄 소결체는 상기 산화 이트륨을 포함함으로써 소결 공정을 용이하게 하고 소결체의 치밀성을 높일 수 있다.
상기 산화 이트륨은 전체 질화 알루미늄 소결체 중량 대비 1 내지 5 중량%의 범위의 조성비를 가질 수 있다.
상기 산화 이트륨이 적정량 미만으로 첨가될 경우, 질화 알루미늄 소결체의 열전도율이 악화된다. 따라서, 상기 질화 알루미늄 소결체가 히터로서 사용되는 데 어려움이 있다.
한편, 상기 산화 이트륨이 적정량을 초과하여 첨가될 경우, 질화 알루미늄 소결체의 기계적 강도가 저하될 수 있다. 상기 산화 이트륨이 적정량을 초과하더라도 상기 질화 알루미늄 소결체의 체적 저항에는 별다른 기여하는 바가 없다. 나아가, 상기 질화 알루미늄 소결체의 명도 또는 채도와 같은 외관을 악화시키는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 질화 알루미늄 소결체는 티타늄(Ti)을 포함한다. 상기 티타늄(Ti)은 전체 질화 알루미늄 소결체 중량 대비 10 내지 100 ppm 범위의 조성비를 가질 수 있다.
상기 티타늄은 상기 질화 알루미늄 소결체의 체적 저항값을 증가시키는 역할을 한다. 즉, 상기 질화 알루미늄에 산화 이트륨과 티타늄을 함께 첨가하여 소결체를 제조할 경우 소결체의 체적 저항값이 500˚C의 온도 및 500 V/mm의 전기장 조건에서 3.0×108 내지 5.0×109 Ω·cm 범위를 가질 수 있다. 따라서, 질화 알루미늄 소결체가 세라믹 히터에 적용되고 상기 세라믹 히터의 온도가 증가할 경우, 상기 세라믹 히터가 일정 범위의 체적 저항값을 유지함으로써, 상기 세라믹 히터에 발생할 수 있는 누설 전류가 억제될 수 있다.
상기 소결체에 첨가되는 티타늄의 함량이 100 ppm(0.01중량%) 초과일 경우, 질화알루미늄의 색깔이 변하고, 경도 및 열전도율 등과 같은 질화　알루미늄 소결체의 물성 악화를 초래할 수 있다. 특히, 티타늄에 의한 질화　알루미늄 소결체의 체적 저항 증가 효과가 미비하여 질화　알루미늄 소결체의 체적 저항이 더 이상의 증가하지 않고, 3×109Ω·cm 내지 4.0×109Ω·cm 범위의 체적 저항을 유지할 뿐이다.
나아가. 티타늄의 과량 첨가로 인해 질화 알루미늄 소결체가 고온 상태에서 질화 티탄(TiN)상이 독립적으로 존재하지 않고 서로 연결되어 체적 저항값이 급격하게 감소할 수도 있다.
한편, 불순물 측정 방법에 대하여 설명하기로 한다. 상기 불순물 측정 방법에 따르면, 제품을 이소프로필알코올(IPA) 등과 같은 액체에 담그고, 상기 제품의 표면을 일정 시간동안 러빙한다. 이후, 상기 액체에 존재하는 불순물 개수를 카운팅한다. 특히, 반도체 공정 중에 티타늄(Ti) 원소는 불순물에 해당하여 반도체 공정시 공정 오염원으로 작용할 수 있다.
이 경우 불순물 측정 방법에 따라 불순물 검사를 시행할 경우, 상기 불순물의 개수가 50 ppb를 초과하여 상기 소결체를 포함하는 유닛이 반도체 제조 장치에 적용될 경우, 반도체 제조 장치가 공정 수행시 불순물에 의한 오염 문제가 심각할 수 있다.
또한 티타늄의 함량이 10 ppm(0.001 중량)를 미만일 경우, 산화　티타늄의 지나치게 작은 극소량의 첨가로 인해 질화 알루미늄 소결체가 고온 측정 조건에서 체적 저항값의 측정이 어려울 정도로 낮은 문제가 있다.
따라서, 상기 티타늄(Ti)은 전체 질화 알루미늄 소결체 중량 대비 10 내지 100 ppm 범위의 조성비를 가질 수 있다.　
질화 알루미늄 소결체의 제조 방법
질화 알루미늄 소결체의 총 중량을 기준으로 하여 산화 이트륨(Y2O3) 분말, 산화 티타늄(TiO2) 분말 및 여분의 질화 알루미늄(AlN) 분말을 혼합한 질화 알루미늄 소결체 분말을 준비한다. 이때, 상기 질화 알루미늄 분말로서는 고순도 환원 질화 알루미늄 분말을 준비할 수 있다. 이때, 산화 이트륨(Y2O3) 분말, 산화 티타늄(TiO2) 분말 및 여분의 질화 알루미늄(AlN)의 조성비는 조절될 수 있다.
이후, 상기 질화 알루미늄 소결체 분말을 건식 또는 습식으로 혼합한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 혼합은 습식 혼합 방법으로 수행된다. 이때, 용매로써는 예를 들면 무수에탄올, 이소프로필 알코올 등을 사용할 수 있다. 상기 질화 알루미늄 소결체 분말을 혼합한 후, 슬러리를 추출하여 분무 건조법 등을 이용하여 건조함으로써 혼합 분말을 수득한다. 예를 들면, 상기 혼합물은 건조기에서 약 60 내지 약 100℃로 건조시킨다.
상기 질화 알루미늄 소결체 분말을 체를 이용하여 체가름을 실시한 후, 상기 질화 알루미늄 소결체 분말을 적절한 모양의 성형체로 소성한다. 소성 후 상기 질화 알루미늄 소결체 분말을 소결한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 소결은 약 1,700 내지 약 2,000℃의 온도에서 약 30분 이상 소성하여 이루어진다. 예를 들면, 상기 질화 알루미늄 소결체 분말을 흑연 몰드에 장입하고 이를 고온 가압 소결로에서 질소 분위기하의 약 1,850℃의 소결온도에서 약 3시간동안 소성한 후 냉각시켜 질화 알루미늄 소결체를 형성한다.
이하, 본 발명의 질화 알루미늄 소결체를 다양한 실시예 및 비교예를 통해서 보다 상세히 설명한다.
실시예 1
질화 알루미늄 소결체 분말의 총 중량을 기준으로 하여 질화 알루미늄 분말 95%, 산화 이트륨 분말 1% 및 산화 티타늄 분말을 준비하였다. 이때, 산화 이트륨의 중량%는 이트륨을 포함한 수화물, 염화물 및 기타 형태의 전구체의 중량을 산화 이트륨 중량으로 환산한 값에 첨가한 산화 이트륨 분말의 중량을 더하여 계산된 값을 의미한다.
상기 질화 알루미늄 분말로서 고순도 환원 질화 알루미늄 분말을 준비하였다. 상기 환원 질화 알루미늄 분말에 있어 산소를 제외한 순도는 99.9%이상이며, 평균 입자 직경은 약 1.3 ㎛정도이었다.
상기 산화 이트륨 분말로서는 순도 99.9%이상, 평균 입자 직경 약 0.8㎛인 것을 사용하였고, 상기 산화 티타늄 분말로서는, 순도 99.9%이상, 평균 입자 직경이 약 1.0㎛인 것을 사용하였다.
이들 분말을 혼합하여 무수에탄올을 용매로 나일론으로 제조된 포트 및 알루미나 볼을 이용하여 20시간 동안 습식 혼합하였다. 혼합한 후, 슬러리를 추출하여 건조기에서 80℃로 건조시켰다. 건조가 완료된 분말을 80 mesh체를 이용하여 체가름을 실시하였다. 체가름을 마친 분말을 직경 Φ210mm인 흑연 몰드에 장입하고 이를 고온 가압 소결로에서 프레스 압력 15 MPa, 질소 분위기 압력 0.1 MPa하에서 1,850℃의 소결 온도에서 3시간 소성한 후 냉각시켰다.
상기 산화 이트륨 중량% 및 티타늄의 중량(ppm)은 아래의 방법으로 측정되었다. 소결이 완료된 질화 알루미늄 소결체를 주사전자현미경 혹은 투과전자현미경에 장착되어 있는 에너지 분산형 X선 분광기(Energy Dispersive X-ray Spectroscope)를 이용하여 측정하였을 때 검출된 원소의 양을 확인하는 방법이다. 산화 이트륨 중량%는 검출된 이트륨의 함량을 산화물로 환산하여 계산하였다. 또한, 티타늄의 원소량은 ICP MS 분석을 통하여 측정하였다.
실시예 2 내지 7 및 비교예 1 내지 9　
실시예 2 내지 7 및 비교예 1 내지 9에 있어서, 실시예 1과 같은 방법으로 질화 알루미늄 소결체를 제조하되, 질화 알루미늄, 산화 이트륨 및 티타늄의 조성비가 아래의 표와 같이 조절되었다.
구분
 질화
알루미늄(AlN)
중량%		 산화
이트륨
(Y2O3)
중량%		 티타늄
(Ti)		 티타늄(Ti) 티타늄/
산화이트륨 중량비
ppm 중량%
실시예1 99 1 10 0.0010 0.0010
실시예2 99 1 31 0.0031 0.0031
실시예3 97 3 17 0.0017 0.0006
실시예4 97 3 83 0.0083 0.0028
실시예5 95 5 21 0.0021 0.0004
실시예6 95 5 100 0.0100 0.0020
실시예7 90 10 23 0.0023 0.0002
비교예1 95 5 1000 0.1000 0.0026
비교예2 95 5 130 0.0130 0.0020
비교예3 95 5 0 0 0
비교예4 100 0 0 0 -
비교예5 100 0 6 0.0006 -
비교예6 100 0 19 0.0019 -
비교예7 100 0 35 0.0035 -
비교예8 95 5 9 0.0009 0.0002
비교예9 90 10 9 0.0009 0.0001
질화 알루미늄 소결체의 특성 평가
상기 실시예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 9에 따라 제조된 질화 알루미늄 소결체의 특성을 평가하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
구분 체적저항
400°C, (Ωㅇcm)		 체적저항
500°C, (Ωㅇcm		 불순물 검사
(ppb)		 열전도율
(W/mK)
실시예1 1.0×109 3.0×108 13 125
실시예2 2.0×109 4.0×108 20 125
실시예3 4.0×1011 3.0×109 18 143
실시예4 5.0×1011 4.0×109 24 143
실시예5 1.0×1011 3.0×109 16 174
실시예6 5.0×1011 5.0×109 26 170
실시예7 2.0×1011 4.0×109 13 178
비교예1 2.0×1011 4.0×109 332 152
비교예2 1.5×107 3.0×109 56 165
비교예3 1.0×107 × 15 177
비교예4 × × 13 86
비교예5 1.0×107 × 17 90
비교예6 6.0×107 × 16 84
비교예7 7.0×107 × 17 89
비교예8 3.0×107 × 15 172
비교예9 3.0×107 × 15 178
×: 측정 불가능함을 의미
특성 분석 방법　　　
체적 저항 : 실시예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 9에 따라 제조된 질화 알루미늄 소결체를 가로 50mm× 세로 50mm× 두께 1mm가 되도록 시편을 제작하고, 전극 형상을 주전극 직경 26mm, 보호 전극 직경 38mm로 하며, 인가전계를 기준으로 500V/mm가 되도록 인가 전압을 설정하였으며, 전압 인가 시간을 60초를 유지한 후 얻어진 체적 저항값을 기록하였다.
불순물 검사 방법: 소결체 시편을 IPA 등과 같은 액체에 담그고, 상기 시편의 표면을 10분 동안 러빙한다. 이후, 상기 액체에 존재하는 불순물 개수를 카운팅한다.
열전도율 측정 방법: 질화 알루미늄 소결체의 시편의 표면을 흑화 처리한 후, 레이저 플래쉬법으로 확산 계수를 산출하였다. 상기 확산 계수를 이용하여, 식(1)에 의하여 열전도율을 도출하였다.
(식 1) 밀도× 비열×확산계수= 열전도율(W/mK)
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예 1 내지 7에 따른 질화 알루미늄 소결체는 고온(500°C) 에서의 체적 저항값이 3.0×108 내지　5.0×109Ωㅇcm이고, 불순물 검사시 50 ppb 미만이며 열전도율이 125 W/mK 이상으로 히터 부재에 적합함을 확인할 수 있다.
한편, 산화 이트륨이 추가되지 않을 경우(비교예 4 내지 7), 열전도율이 100 W/mK 미만으로 지나치게 낮아서 상기 질화 알루미늄 소결체가 히터 부재로 이용하는데 부적합하다.
한편, 티타늄이 포함되지 않은 비교예 3 및 4의 경우, 고온(500°C) 에서의 체적 저항값이 측정 불가능할 정도로 감소되는 한편, 티타늄이 지나치게 과량으로 첨가되는 경우(비교예1), 실시예7과 비교할 때 티타늄이 체적 저항의 증가에 기여하는 바가 매우 적은 반면에 오히려 불순물이 급격히 증가하는 문제가 발생한다.
반도체 제조 장치용 부재
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 장치용 부재는 히팅 플레이트(110), 도전성 부재(120) 및 전력 공급부(140)를 포함한다.
상기 히팅 플레이트(110)는 정전기력을 이용하여 기판(10)을 지지한다. 상기 히팅 플레이트(110)는 상기 기판을 가열할 수 있도록 구비된다. 상기 히팅 플레이트(110)는 디스크 형상을 가진다.
상기 지지 부재(미도시)는 히팅 플레이트(110)가 기울어지지 않도록 지지하는 역할을 한다. 상기 지지 부재는 또한 스테인레스 합금, 알루미늄 합금 또는 동 합금으로 이루어질 수 있다.
상기 히팅 플레이트(110)는 질화 알루미늄 소결체로 구성된다. 상기 질화 알루미늄 소결체는 산화 이트륨, 티타늄 및 질화 알루미늄을 포함한다.
상기 질화 알루미늄을 포함하는 본 발명의 질화 알루미늄 소결체는 반도체 제조 공정에서 웨이퍼를 고정시켜주면서 동시에 가열하는 히터 등의 히팅 플레이트(110)의 용도로 사용될 수 있다.
상기 티타늄은 상기 질화 알루미늄 소결체의 체적 저항값을 증가시키는 역할을 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 히팅 플레이트(110)의 상면에는 유전층(미도시)이 더 형성될 수도 있다.
도전성 부재(120)는 히팅 플레이트(110) 내에 매설된다. 도전성 부재(120)는 정전기장 생성 전극, 고주파 생성 전극, 발열체 등의 역할을 수행한다.
도전성 부재(120)는 금속으로 이루어진다. 예를 들어, 도전성 부재(120)는 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 로듐(Rh), 니오븀(Nb), 이리듐(Ir), 레늄(Re), 탄탈륨(Ta), 몰리브덴(Mo) 또는 이들의 조합을 포함하는 금속으로 이루어질 수 있다.
도전성 부재(120)의 하부에는 도전성 부재(120)와 전기적으로 연결된 연결 케이블(125)이 구비된다. 연결 케이블(125)은 도전성 부재(120)와의 접촉 저항이 작으며 전기 전도성이 우수한 금속으로 이루어진다.
연결 케이블(125)은 도전성 부재(120)에 전원을 공급하기 위한 전원 공급부(140)에 연결된다. 전원 공급부(140)로부터 도전성 부재(120)로 공급되는 파워는 다양하게 선택될 수 있다. 예를 들어, 전원 공급부(140)로부터 도전성 부재(120)로 플레이트(110) 상부에 정전기장을 생성하기 위하여 직류 척킹 전압이 공급될 수 있고, 플라스마(plasma)를 생성하기 위해서는 고주파 바이어스 전력이 공급될 수 있으며, 도전성 부재(120)로부터 열을 생성하기 위해서는 일반적인 교류 전압이 공급될 수도 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110 : 히팅 플레이트 120 : 도전성 부재
125 : 도전 패드 130 : 커넥터
140 : 전원 공급부

Claims (17)

  1. 질화 알루미늄 소결체를 포함하는 반도체 제조 장치용 세라믹 히터에 있어서,
    상기 소결체는 이트륨과 티타늄을 함유하고,
    상기 소결체 총 중량을 기준으로, 상기 이트륨은 Y2O3로 환산하였을 때 1 내지 5 중량% 포함되고, 상기 Ti은 17 내지 31 ppm 포함되고,
    400°C의 온도 및 500 V/mm 전기장 조건에서 2.0×109 내지 1.0×1011Ω·cm범위의 체적저항값을 갖는 것을 특징으로 하는 세라믹 히터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이트륨은 Y2O3 환산 기준으로 3 내지 5 중량% 포함되는 것을 특징으로 하는 세라믹 히터.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 Ti/Y2O3 질량비는 0.0006~0.002인 것을 특징으로 하는 세라믹 히터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 Ti/Y2O3 질량비는 0.0004~0.002인 것을 특징으로 하는 세라믹 히터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 질화 알루미늄 소결체에 매설된 도전성 히터 부재; 및
    상기 도전성 부재에 연결된 전력 공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 히터.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    100 W/mK이상의 열전도율을 갖는 것을 특징으로 하는 세라믹 히터.
  9. 제1항에 있어서,
    불순물 검사에서 30 ppb 이하인 것을 특징으로 하는 세라믹 히터.
  10. 티타늄, 이트륨 및 질화 알루미늄을 포함하는 소결체로 이루어지는 반도체 제조 장치용 세라믹 히터를 제조하는 방법에 있어서,
    티타늄 소스, 산화이트륨 및 질화 알루미늄을 포함하는 원료 분말을 혼합하는 단계;
    상기 혼합된 원료 분말을 1700~2000℃의 온도에서 소결하여 소결체를 제조하는 단계를 포함하고,
    상기 혼합 단계의 원료 분말 중 산화 이트륨은 1~5 wt%이고,
    상기 소결체 중의 Ti 함량은 17 내지 31 ppm이고,
    400°C의 온도 및 500 V/mm 전기장 조건에서 2.0×109 내지 1.0×1011Ω·cm범위의 체적저항값을 갖는 것을 특징으로 하는 세라믹 히터의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 산화 이트륨은 3 내지 5 중량%인 것을 특징으로 하는 세라믹 히터의 제조 방법.
  12. 삭제
  13. 제11항에 있어서,
    상기 Ti 함량과 상기 산화 이트륨의 비율은 0.0006~0.002인 것을 특징으로 하는 세라믹 히터의 제조 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 Ti 함량과 상기 산화 이트륨의 비율은 0.0004~0.002인 것을 특징으로 하는 세라믹 히터의 제조 방법.
  15. 삭제
  16. 제10항에 있어서,
    100 W/mK이상의 열전도율을 갖는 것을 특징으로 하는 세라믹 히터의 제조 방법.
  17. 제10항에 있어서,
    불순물 검사에서 30 ppb 이하인 것을 특징으로 하는 세라믹 히터의 제조 방법.

KR1020170083064A 2017-06-30 2017-06-30 질화 알루미늄 소결체 및 이를 포함하는 반도체 제조 장치용 부재 KR102339550B1 (ko)

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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110709983B (zh) * 2018-03-26 2023-07-21 日本碍子株式会社 晶片支撑台
KR20210125539A (ko) * 2019-03-18 2021-10-18 엔지케이 인슐레이터 엘티디 세라믹 히터
IL267345A (en) 2019-06-13 2019-11-28 MALIACH Gal Device for simulating gait
JP7312712B2 (ja) * 2020-02-07 2023-07-21 新光電気工業株式会社 セラミックス基板、静電チャック、静電チャックの製造方法
JP7412242B2 (ja) * 2020-03-27 2024-01-12 日本碍子株式会社 積層構造体および半導体製造装置部材
TWI765518B (zh) * 2021-01-07 2022-05-21 財團法人工業技術研究院 靜電吸盤及其製備方法
WO2022195947A1 (ja) * 2021-03-18 2022-09-22 日本碍子株式会社 ＡｌＮセラミック基体及び半導体製造装置用ヒータ
KR102461995B1 (ko) * 2021-09-17 2022-11-03 주식회사 미코세라믹스 저열전도 샤프트를 구비하는 고온용 서셉터

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100940456B1 (ko) * 2005-12-30 2010-02-04 주식회사 코미코 질화 알루미늄 소결체 및 이를 포함하는 반도체 제조장치용 부재

Family Cites Families (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5548345A (en) * 1978-10-05 1980-04-07 Asahi Kikai Kk Fish meat slicing apparatus
DE3627317A1 (de) * 1985-08-13 1987-02-19 Tokuyama Soda Kk Sinterbare aluminiumnitridzusammensetzung, sinterkoerper aus dieser zusammensetzung und verfahren zu seiner herstellung
DE3734601A1 (de) * 1987-10-13 1989-04-27 Bosch Gmbh Robert Bremsanlage
KR920003226B1 (ko) * 1988-05-16 1992-04-24 스미도모덴기고오교오 가부시기가이샤 질화알루미늄소결체와 그것을 사용한 회로기판 및 반도체패키지
JPH02124772A (ja) * 1988-05-16 1990-05-14 Sumitomo Electric Ind Ltd 窒化アルミニウム焼結体および製造法
JP3272791B2 (ja) * 1992-11-12 2002-04-08 株式会社東芝 窒化アルミニウム焼結体の製造方法
JPH07187788A (ja) * 1993-12-27 1995-07-25 Ngk Spark Plug Co Ltd 窒化アルミニウム焼結体及びその製造方法
JP3160229B2 (ja) 1997-06-06 2001-04-25 日本エー・エス・エム株式会社 プラズマｃｖｄ装置用サセプタ及びその製造方法
WO2001013423A1 (fr) * 1999-08-10 2001-02-22 Ibiden Co., Ltd. Plaque ceramique pour dispositif de production de semi-conducteurs
JP2002145670A (ja) 1999-09-06 2002-05-22 Ibiden Co Ltd 半導体製造・検査装置用セラミック基板
JP4447750B2 (ja) 1999-09-30 2010-04-07 日本碍子株式会社 窒化アルミニウム焼結体および半導体製造用部材
JP2001114563A (ja) * 1999-10-14 2001-04-24 Tokai Konetsu Kogyo Co Ltd セラミック抵抗体及びその製造方法
US6723274B1 (en) * 1999-12-09 2004-04-20 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. High-purity low-resistivity electrostatic chucks
KR20020092929A (ko) 1999-12-28 2002-12-12 이비덴 가부시키가이샤 카본함유 질화알루미늄 소결체, 및 반도체제조ㆍ검사장치용 세라믹기판
CN1414929A (zh) * 1999-12-28 2003-04-30 Ibiden股份有限公司 含碳的氮化铝烧结体以及用于半导体制造/检测设备的陶瓷基材
JP3565496B2 (ja) * 2000-04-13 2004-09-15 イビデン株式会社 セラミックヒータ、静電チャックおよびウエハプローバ
EP1296360A1 (en) * 2000-05-26 2003-03-26 Ibiden Co., Ltd. Semiconductor manufacturing and inspecting device
JP4458722B2 (ja) * 2000-10-23 2010-04-28 日本碍子株式会社 低体積抵抗材料、窒化アルミニウム焼結体および半導体製造用部材
US6607836B2 (en) * 2000-10-23 2003-08-19 Ngk Insulators, Ltd. Material of low volume resistivity, an aluminum nitride sintered body and a member used for the production of semiconductors
JP4514379B2 (ja) * 2000-12-21 2010-07-28 日本碍子株式会社 窒化アルミニウム焼結体及び半導体製造装置用部材
JP4245125B2 (ja) * 2001-11-26 2009-03-25 日本碍子株式会社 窒化アルミニウム質セラミックス、半導体製造用部材、耐蝕性部材および導電性部材
JP2003179043A (ja) 2001-12-13 2003-06-27 Ulvac Japan Ltd プラズマｃｖｄ装置
JP3888531B2 (ja) * 2002-03-27 2007-03-07 日本碍子株式会社 セラミックヒーター、セラミックヒーターの製造方法、および金属部材の埋設品
JP2003292377A (ja) 2002-03-29 2003-10-15 Toshiba Ceramics Co Ltd 半導体装置用セラミックス部材
JP4243943B2 (ja) * 2002-04-22 2009-03-25 日本碍子株式会社 窒化アルミニウム材料および半導体製造用部材
JP4386695B2 (ja) * 2002-11-14 2009-12-16 日本碍子株式会社 窒化アルミニウム焼結体の製造方法
JP4280914B2 (ja) 2002-11-19 2009-06-17 東洋アルミニウム株式会社 高純度窒化アルミニウム粉末及びその製造方法ならびに高純度窒化アルミニウム焼結体
JP4424659B2 (ja) * 2003-02-28 2010-03-03 日本碍子株式会社 窒化アルミニウム質材料および半導体製造装置用部材
JP4987238B2 (ja) * 2005-03-25 2012-07-25 日本碍子株式会社 窒化アルミニウム焼結体、半導体製造用部材及び窒化アルミニウム焼結体の製造方法
KR100918190B1 (ko) * 2005-04-22 2009-09-22 주식회사 코미코 치밀질 질화알루미늄 소결체, 그 제조 방법 및 상기소결체를 이용한 반도체 제조용 부재
KR100940019B1 (ko) * 2005-04-22 2010-02-03 주식회사 코미코 치밀질 질화알루미늄 소결체, 그 제조 방법 및 상기소결체를 이용한 반도체 제조용 부재
JP2007321138A (ja) 2006-06-05 2007-12-13 Kaneka Corp 高熱伝導性熱可塑性樹脂組成物
KR101256878B1 (ko) 2006-11-23 2013-05-02 주식회사 코미코 정전척용 질화 알루미늄 소결체
JP2008044846A (ja) * 2007-10-19 2008-02-28 Taiheiyo Cement Corp 窒化アルミニウム焼結体およびそれを用いた静電チャック
CN101333114A (zh) * 2008-07-31 2008-12-31 潮州三环（集团）股份有限公司 一种高导热率氮化铝陶瓷基片的制作方法
JP5942380B2 (ja) 2011-10-20 2016-06-29 住友電気工業株式会社 半導体製造装置用ウエハ保持体
CN103204682B (zh) * 2012-01-16 2015-07-01 佛山市陶瓷研究所有限公司 一种高导热氮化铝陶瓷散热基片及其制备方法
CN104725050B (zh) * 2015-04-20 2017-01-18 福建华清电子材料科技有限公司 一种采用自蔓延粉体制备高导热氮化铝陶瓷的方法
JP6697363B2 (ja) 2015-10-30 2020-05-20 日本碍子株式会社 半導体製造装置用部材、その製法及びシャフト付きヒータ
JP6393006B1 (ja) * 2018-02-08 2018-09-19 日本碍子株式会社 半導体製造装置用ヒータ
US10566228B2 (en) * 2018-02-08 2020-02-18 Ngk Insulators, Ltd. Heater for semiconductor manufacturing apparatus

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100940456B1 (ko) * 2005-12-30 2010-02-04 주식회사 코미코 질화 알루미늄 소결체 및 이를 포함하는 반도체 제조장치용 부재

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