KR20010076379A - 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체 및 그것을 이용한반도체 제조 장치 - Google Patents

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Abstract

웨이퍼 보유체(10)는 1쌍의 세라믹스 기재(4)가 도체층(1, 2, 3) 각각을 사이에 둔 구성을 포함하고 있다. 도체층(1, 2, 3)은 웨이퍼(20)에 대면하는 본체 부분(1A, 2A, 3A)과, 외부와의 접속을 위해서 본체 부분으로부터 인출된 인출 부분(1B, 2B, 3B)을 포함하고, 상기 본체 부분(1A, 2A, 3A)과 인출 부분(1B, 2B, 3B)이 동일 평면 상에 배치되어 있다. 이에 따라, 가열·냉각에 의한 왜곡을 억제할 수 있고 또한 제조가 용이한 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체를 얻을 수 있다.

Description

반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체 및 그것을 이용한 반도체 제조 장치{WAFER HOLDER FOR SEMICONDUCTOR MANUFACTURING APPARATUS AND SEMICONDUCTOR MANUFACTURING APPARATUS USING THE SAME}
본 발명은 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체에 관한 것으로, 특히 웨이퍼를 가열하기 위한 히터, 웨이퍼를 정전력에 의해서 보유하기 위한 정전 척용 전극 또는 그 양쪽 기능을 갖는 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼의 표면을 에칭하거나 성막하거나 할 때, 웨이퍼를 래크에 다수개 보유하고, 배치식으로 에칭이나 성막용 가스를 흘려서, 필요에 따라서 외주에서 히터로 가열한다는(핫월 식) 방법이 이용되고 있었다.
그러나 최근, 반도체에 대한 고집적화, 고속화의 요구가 엄격해짐에 따라 장치 내의 장소에 의한 온도나 가스의 흐름이 불균일하게 기인하는 에칭이나 형성되는 막의 품질의 변동이 문제가 되어 왔다. 그래서, 복수의 에칭 장치나 성막 장치를 나열하여, 이들 장치 간을 로더를 이용하여 웨이퍼를 자동 이송으로 1매씩 처리하는 웨이퍼형으로 전환하는 것이다. 그 때, 로더로 에칭 장치나 성막 장치 챔버 내의 보유체에 웨이퍼를 탑재하여 보유체에 정전 척으로 고정하거나 또는 보유체의 웨이퍼 지지면의 면정밀도를 올려서 정치 밀착시킨 상태에서 보유체로부터 열을 직접 제공하여 웨이퍼를 균일하게 가열하는 방법이 취해지고 있다. 따라서, 보유체는 적어도 웨이퍼에 접하는 부분에 있어서 부식성이 높은 할로겐 가스 등의 가스에 대한 내식성과 높은 열전도율을 갖는 재료로 구성되고 또한 보유체 자신에게 정전 척 기능이나 기계 고정 기능 및 히터 기능을 부여할 필요가 있다.
그래서, 보유체의 재료로서는 내식성, 고열전도율을 갖는 질화 알루미늄이주목받아 왔다. 질화 알루미늄 분말로 이루어지는 성형체 간에 Mo 등의 고융점 금속의 코일이나 와이어를 사이에 두고 이들을 핫프레스 소결함으로써 히터나 정전 척용 도전층을 매설한다는 방법이 이용되고 있었다. 예를 들면, 히터를 매립한 것으로서, 특허 공보 제2604944호에는 발열면에서 보다 더 균열화하기 위한 매설 히터 구조가 개시되고 있다. 또한 예를 들면, 도전층을 형성하기 위해서는 질화 알루미늄 성형체의 표면에 W나 Mo를 포함한 페이스트를 인쇄하고 성형체를 중첩하여 질화 알루미늄을 소결함으로써 도전층이 매설 적층된 보유체를 얻는다는 방법이 채용되고 있었다.
이러한 보유체 구조의 경우, 히터 혹은 정전 척용 전력은 도 19에 도시하는 보유체(110)와 같이, 세라믹스 기재(104)의 이면에 파이프(106)를 접합하여, 그 중에 수납된 인출선(107A, 107B)을 통하여 시스템 외에서 히터 혹은 정전 척용 전극이 되는 도전층(101, 102) 각각에 공급되어 있었다.
그러나 도 19에 도시하는 구조에서는 보유체(110)의 이면에 파이프(106)를 접합하기 위해서 그 구조는 입체 구조가 되지 않을 수 없었다. 그렇기 때문에, 원판형의 보유체와 인출선 수납용 파이프(106)를 별도로 제조해야만 했고 또한 이들을 접합용 유리 등을 도포한 후 확산 접합 등을 이용하여 접합해야 한다는 번거러운 순서가 필요했다.
또한, 보유체(110)의 이면에 파이프(106)를 접합하면 표면과 이면이 발열량이 다르기 때문에, 겉과 안에 온도에 차가 생겨서, 가열하거나 냉각하면 왜곡이 생기게 된다. 웨이퍼는 보유체(110)에 밀착시켜서 전열 효율을 올려서 가열하고 있지만 보유체(110)가 왜곡되면 이들 간에 간극이 생겨서 전열이 불균일해지며, 웨이퍼 표면의 온도가 변동되어 에칭이나 성막의 속도 얼룩이 면 내에서 생기게 된다. 그래서, 휘어지기 어렵기 때문에 보유체도 5㎜ 이상의 두꺼운 판으로 할 필요가 있고 원료 비용을 상승시키게 된다.
또한, 파이프(106)를 접합함으로써 열용량이 커지게 되며 보유체(110)에 히터 기능을 가진 경우에 가열이나 냉각에 시간이 걸리게 된다. 또한 파이프를 제조하는 경우, 파이프 성형 후에 바인더를 가열 제거할 때, 바인더가 제거되기 어렵고 탈바인더 시에 균열이 생기거나, 소결 시에 소결 얼룩이나 변형이 생기기 쉬워지기 때문에 시간을 두고 제거할 필요가 있거나 소결 차지량이 적어져서 생산 비용이 현저히 상승되고 있었다.
또한 이러한 구조의 경우, 파이프(106)의 단부에 접합하여 내누설성을 보유하기 때문에 접합부의 면적을 차지할 필요가 있어 파이프(106)의 직경은 굵게 해야만 했다. 또한 보유체(110)를 상기 파이프(106)로 지지하려면 파이프(106)를 굵게 해야만 하기 때문에 상기한 동일한 문제를 안고 있었다.
그래서, 파이프(106)의 단부만큼 넓어진 플랜지 구조로 하는 것도 고려되지만, 이러한 경우에는 압출 성형으로 굵직한 파이프(106)를 압출하여 플랜지부 이외의 부분을 깎아 버린다는 방법을 취할 필요가 있었다.
또한 이러한 구조에서는 파이프(106)를 접합하는 형태 상, 접합 공정 후의 반송 시의 손상이나 접합 시의 로 내 차지량 저하도 피할 수 없어 모두 생산 비용 상승의 요인이 되고 있었다.
본 발명의 목적은 가열·냉각에 의한 왜곡을 억제할 수 있고 또한 제조가 용이한 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체를 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 국면에 따른 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체는 도전층과, 도전층을 사이에 둔 한쌍의 세라믹스 기재를 포함하는 것으로, 도전층은 세라믹스 기재의 웨이퍼 보유면에 대면하는 본체 부분과, 외부와의 접속을 위해서 본체 부분에서 인출되는 인출 부분을 포함하고 본체 부분과 인출 부분과는 실질적으로 동일한 평면 상에 배치되어 있다.
본 발명의 하나의 국면에 따른 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체에서는 도전층의 본체 부분과 인출 부분과는 동일 평면 상에 형성되어 있기 때문에, 양쪽을 평판으로 이루어지는 한쌍의 세라믹스 기재로 사이에 두어 보호하는 것이 가능해진다. 이 때문에, 종래예와 같이 인출 부분을 보호하기 위한 파이프는 불필요해진다. 따라서, 파이프를 접합하는 공정이 불필요해지기 때문에 제조는 용이해지며 파이프 설치에 의한 왜곡의 발생도 없다.
상기 하나의 국면에 따른 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체에 있어서 바람직하게는, 세라믹스 기재의 재질은 질화 알루미늄, 질화 규소, 산질화 알루미늄 및 산화 알루미늄으로 이루어지는 군에서 선택되어 1종 이상을 포함한다.
이에 따라, 세라믹스 기재로서 내식성 및 고열전도율을 갖는 재질을 적절하게 선택할 수 있다.
상기 하나의 국면에 따른 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체에서 바람직하게는, 세라믹스 기재의 열전도율이 100W/mK 이상이다.
이에 따라, 균열성을 향상할 수 있기 때문에 웨이퍼의 처리 속도를 향상할 수 있다.
상기 하나의 국면에 따른 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체에 있어서 바람직하게는, 도전층과 세라믹스 기재 간에는 개재층이 있고 개재층의 재질은 열팽창 계수가 3×10-6/℃ 이상 8×10-6/℃ 이하의 유리 및 열팽창 계수가 3×10-6/℃ 이상 6×10-6/℃ 이하의 비산화물 세라믹스 중 적어도 어느 하나를 포함한다.
이에 따라, 개재층과 세라믹스 기재와의 열팽창 계수차에 기초하는 왜곡의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 실온에서 600℃까지의 승온 시간에는 30분 이내가 요구되고 있지만, 열팽창 계수가 범위 내에 있으면 상기 요구를 달성할 수 있다. 또한, 비산화물 세라믹스를 포함함으로써 고온으로 더구나 고전압을 인가하여 이용하는 웨이퍼 보유체에 있어서, 양호한 내열성, 내식성, 내전압을 얻을 수 있다.
상기 하나의 국면에 따른 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체에 있어서 바람직하게는, 비산화물 세라믹스는 질화 알루미늄 또는 질화 규소를 50질량% 이상 포함한다.
이와 같이 비산화물 세라믹스로서 질화 알루미늄 또는 질화 규소를 선택함으로써 고온으로 더구나 고전압을 인가하여 이용하는 웨이퍼 보유체에 있어서 내열성, 내식성, 내전압을 보다 한층 양호하게 할 수 있다.
상기 하나의 국면에 따른 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체에 있어서 바람직하게는, 개재층의 재질은 이테르븀(Yb)과 네오지뮴(Nd)과 칼슘(Ca)을 포함하는 산화물 또는 가열에 의해 이테르븀과 네오지뮴과 칼슘을 포함하는 산화물이 생기는 화합물을 포함한다.
이에 따라, 기재가 질화 알루미늄인 경우에 개재층의 습윤성과 접착성을 양호하게 할 수 있다.
상기 하나의 국면에 따른 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체에 있어서 바람직하게는, 개재층의 재질은 이트륨(Y)과 알루미늄(Al)을 포함하는 산화물 또는 가열에 의해 이트륨과 알루미늄을 포함하는 산화물이 생기는 화합물을 포함한다.
이에 따라, 기재가 질화 규소인 경우에 개재층의 습윤성과 접착성을 양호하게 할 수 있다.
상기 하나의 국면에 따른 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체에 있어서 바람직하게는, 세라믹스 기재 중에는 온도 검지부를 배치하기 위한 구멍부가 형성되어 있다.
이에 따라, 처리해야 할 웨이퍼의 표면 온도를 온도 검지부에 의해 검지하는 것이 가능해진다. 이 구멍부는 측판부에서 본체 부분의 소정의 위치까지 온도 검지부를 도입하기 때문에 가늘고 긴 구멍이 되지만, 제조 시에는 한쪽측 혹은 양측의 기판에 홈을 형성하여 접합함으로써 용이하게 형성할 수 있다.
상기 하나의 국면에 따른 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체에 있어서 바람직하게는, 한쌍의 세라믹스 기재 각각은 본체 부분을 사이에 둔 웨이퍼 보유부와, 웨이퍼 보유부의 측면에서 연장되며 또한 인출 부분을 사이에 둔 측판부를 구비하고 측판부의 폭은 웨이퍼 보유부의 폭보다 작다.
이에 따라, 웨이퍼 보유부의 열이 측판부로 발열하는 것을 방지할 수 있기 때문에, 웨이퍼 보유부의 가열을 바로 행할 수 있어 웨이퍼의 처리 속도가 향상한다.
상기 하나의 국면에 따른 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체에 있어서 바람직하게는, 도전층은 적어도 본체 부분의 재질이 W, Mo, Ag, Pd, Pt, Ni 및 Cr으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상으로 이루어지도록 형성되어 있다.
이에 따라, 제조에 적합한 도전층의 재질을 적절하게 선택할 수 있다.
상기 하나의 국면에 따른 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체에 있어서 바람직하게는, 도전층은 히터, 플라즈마 발생용 전극 및 정전 척용 전극 중 어느 하나이다.
이에 따라, 히터, 플라즈마 발생용 전극 및 정전 척용 전극 중 어디에서도 파이프를 이용하지 않고 인출 부분을 보호하는 것이 가능해진다.
상기 하나의 국면에 따른 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체에 있어서 바람직하게는, 전체의 두께가 5㎜ 이하이다.
이에 따라, 웨이퍼의 가열·냉각 속도를 향상할 수 있기 때문에 웨이퍼의 처리 속도가 향상한다.
상기 하나의 국면에 따른 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체에 있어서 바람직하게는, 도전층은 와이어이다.
이와 같이 와이어에 관해서도 본 발명의 구성을 적용할 수 있다.
상기 하나의 국면에 따른 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체에 있어서 바람직하게는, 인출 부분을 사이에 둔 한쌍의 세라믹스 기재의 측판부에 O링이 배치되어 있다.
이에 따라, 보유체를 반도체 제조 장치에 부착한 경우의 진공 용기 내의 진공을 유지하는 것이 가능해진다.
상기 하나의 국면에 따른 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체에 있어서 바람직하게는, 인출 부분을 사이에 둔 한쌍의 세라믹스 기재 중 적어도 한쪽 측판부에는 단열용 축소부가 설치되어 있다.
이에 따라, 측판부가 단열 효과를 갖기 때문에 웨이퍼 보유부에서 측판부로의 발열을 방지할 수 있다. 이 때문에, 균열성을 향상할 수 있고 또한 측판부에 부착한 O링의 열에 의한 열화를 방지할 수 있으며 또한 측판부의 길이를 짧게 할 수 있다.
상기 하나의 국면에 따른 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체에 있어서 바람직하게는, 측판부의 한쌍의 세라믹스 기재에 사이에 둔 영역에 히터의 본체 부분이 형성되어 있다.
이에 따라, 발열하기 쉬운 측판부에서도 발열할 수 있으므로 측판부 부근에서의 온도의 저하를 방지할 수 있다.
본 발명의 다른 국면에 따른 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체는 세라믹스기재와, 그 세라믹스 기재 상에 형성된 도전층과, 도전층을 피복하는 보호층을 포함하는 것으로, 도전층은 세라믹스 기재의 웨이퍼 보유면에 대면하는 본체 부분과,외부와의 접속을 위해서 본체 부분에서 인출되는 인출 부분을 구비하고 본체 부분과 인출 부분과는 실질적으로 동일한 평면 상에 배치되어 있다.
본 발명의 다른 국면에 따른 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체에서는 도전층의 본체 부분과 인출 부분과는 동일 평면 상에 형성되어 있기 때문에, 보호층으로 피복함으로써 도전층을 보호하는 것이 가능해진다. 이 때문에, 종래예와 같이 인출 부분을 보호하기 위한 파이프는 불필요해진다. 따라서, 파이프를 접합하는 공정이 불필요해지기 때문에 제조는 용이해지며 파이프 설치에 의한 왜곡의 발생도 없다.
상기 다른 국면에 따른 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체에 있어서 바람직하게는, 세라믹스 기재의 재질은 질화 알루미늄, 질화 규소, 산질화 알루미늄 및 산화 알루미늄으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상으로 이루어진다.
이에 따라, 세라믹스 기재로서 내식성 및 고열전도율을 갖는 재질을 적절하게 선택할 수 있다.
상기 다른 국면에 따른 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체에 있어서 바람직하게는, 세라믹스 기재의 열전도율이 100W/mK 이상이다.
이에 따라, 균열성을 향상할 수 있기 때문에 웨이퍼의 처리 속도를 향상할 수 있다.
상기 다른 국면에 따른 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체에 있어서 바람직하게는, 보호층의 재질은 열팽창 계수가 3×10-6/℃ 이상 8×10-6/℃ 이하의 유리 및열팽창 계수가 3×10-6/℃ 이상 6×10-6/℃ 이하의 비산화물 세라믹스 중 적어도 어느 하나를 포함한다.
이에 따라, 보호층과 세라믹스 기재와의 열팽창 계수차에 기초하는 왜곡의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 실온에서 600℃까지의 승온 시간이 30분 이내가 요구되고 있지만, 열팽창 계수가 상기 범위 내에 있으면 상기 요구를 달성할 수 있다. 또한, 비산화물 세라믹스를 포함함으로써 고온으로 더구나 고전압을 인가하여 이용하는 웨이퍼 보유체에 있어서 양호한 내열성, 내식성, 내전압을 얻을 수 있다.
상기 다른 국면에 따른 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체에 있어서 바람직하게는, 비산화물 세라믹스는 질화 알루미늄 또는 질화 규소를 50질량% 이상 포함한다.
이와 같이 비산화물 세라믹스로서 질화 알루미늄 또는 질화 규소를 선택함으로써 고온으로 더구나 고전압을 인가하여 이용하는 웨이퍼 보유체에 있어서 내열성, 내식성, 내전압을 보다 한층 양호하게 할 수 있다.
상기 다른 국면에 따른 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체에 있어서 바람직하게는, 보호층의 재질은 이테르븀과 네오지뮴과 칼슘을 포함하는 산화물 또는 가열에 의해 이테르븀과 네오지뮴과 칼슘을 포함하는 산화물이 생기는 화합물을 포함한다.
이에 따라, 기재가 질화 알루미늄인 경우에 보호층의 습윤성과 접착성을 양호하게 할 수 있다.
상기 다른 국면에 따른 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체에 있어서 바람직하게는, 보호층의 재질은 이트륨과 알루미늄을 포함하는 산화물 또는 가열에 의해 이트륨과 알루미늄을 포함하는 산화물이 생기는 화합물을 포함한다.
이에 따라, 기재가 질화 규소인 경우에 보호층의 습윤성과 접착성을 양호하게할 수 있다.
상기 다른 국면에 따른 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체에 있어서 바람직하게는, 세라믹스 기재 중에는 온도 검지부를 배치하기 위한 구멍부가 형성되어 있다.
이에 따라, 처리해야 할 웨이퍼의 표면 온도를 온도 검지부에 의해 검지하는 것이 가능해진다. 이 구멍부는 측판부에서 본체 부분의 소정의 위치까지 온도 검지부를 도입하기 위해서 가늘고 긴 구멍이 되지만, 제조 시에는 한쪽측 혹은 양측의 기판에 홈을 형성하여 접합함으로써 용이하게 형성할 수 있다.
상기 다른 국면에 따른 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체에 있어서 바람직하게는, 도전층은 적어도 본체 부분의 재질이 W, Mo, Ag, Pd, Pt, Ni 및 Cr으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상으로 이루어지도록 형성되어 있다.
이에 따라, 제조에 적합한 도전층의 재질을 적절하게 선택할 수 있다.
상기 다른 국면에 따른 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체에 있어서 바람직하게는, 도전층은 히터, 플라즈마 발생용 전극 및 정전 척용 전극 중 어느 하나이다.
이에 따라, 히터, 플라즈마 발생용 전극 및 정전 척용 전극 중 어디에서도파이프를 이용하지 않고 인출 부분을 보호하는 것이 가능해진다.
상기 다른 국면에 따른 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체에서 바람직하게는, 전체의 두께가 5㎜ 이하이다.
이에 따라, 웨이퍼의 가열·냉각 속도를 향상할 수 있기 때문에 웨이퍼의 처리 속도가 향상된다.
상기 다른 국면에 따른 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체에 있어서 바람직하게는, 도전층은 와이어이다.
이와 같이 와이어에 대해서도 본 발명의 구성을 적용할 수 있다.
상기 다른 국면에 따른 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체에 있어서 바람직하게는, 세라믹스 기재와 보호층과의 각각은 본체 부분을 사이에 둔 웨이퍼 보유부와, 웨이퍼 보유부의 측면에서 연장되고 또한 인출 부분을 사이에 둔 측판부를 구비하고 측판부의 폭은 웨이퍼 보유부의 폭보다 작다.
이에 따라, 웨이퍼 보유부의 열이 측판부에 발열하는 것을 방지할 수 있기 때문에, 웨이퍼 보유부의 가열을 바로 행할 수 있어 웨이퍼의 처리 속도가 향상된다.
상기 다른 국면에 따른 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체에 있어서 바람직하게는, 인출 부분을 사이에 둔 세라믹스 기재와 보호층과의 측판부에 O링이 배치되어 있다.
이에 따라, 보유체를 반도체 제조 장치에 부착한 경우의 진공 용기 내의 진공을 유지하는 것이 가능해진다.
상기 다른 국면에 따른 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체에 있어서 바람직하게는, 인출 부분을 사이에 둔 세라믹스 기재와 보호층 중 적어도 한쪽의 측판부에는 단열용 축소부가 설치되어 있다.
이에 따라, 측판부가 단열 효과를 갖기 때문에, 웨이퍼 보유부에서 측판부에의 발열을 방지할 수 있다. 이 때문에, 균열성을 향상할 수 있고 또한 측판부에 부착한 O링의 열에 의한 열화를 방지할 수 있고 또한 측판부의 길이를 짧게 할 수 있다.
상기 다른 국면에 따른 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체에 있어서 바람직하게는, 측판부의 세라믹스 기재와 보호층과 사이에 둔 영역에 히터의 본체 부분이 형성되어 있다.
이에 따라, 발열하기 쉬운 측판부에서도 발열할 수 있기 때문에 측판부 부근에서의 온도의 저하를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에서의 웨이퍼 보유체를 포함한 반도체 제조 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도.
도 2는 도 1의 200-200선에 따른 개략 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에서의 웨이퍼 보유체의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에서의 웨이퍼 보유체의 구성을 개략적으로 나타내는 평면도.
도 5는 도 4의 500-500선에 따른 개략 단면도.
도 6은 도 5의 화살표(600) 방향에서 본 정전 척용 전극의 평면도.
도 7은 도 5의 화살표(700) 방향에서 본 플라즈마 발생용 하부 전극의 평면도.
도 8은 도 5의 화살표(800) 방향에서 본 히터의 개략 평면도.
도 9는 도 5의 화살표(900) 방향에서 본 열전쌍 삽입용 홈의 평면도.
도 10은 웨이퍼 보유체의 다른 지지 방법을 설명하기 위한 단면도.
도 11은 도전층이 2층인 경우의 웨이퍼 보유체의 구성을 나타내는 개략 단면도.
도 12는 도전층이 1층인 경우의 웨이퍼 보유체의 구성을 나타내는 개략 단면도.
도 13은 측판부의 단부면이 표면인 것을 설명하기 위한 개략 단면도.
도 14는 유리층이 패턴 간에만 형성된 구성을 나타내는 개략 단면도.
도 15는 히터의 발열부가 측판부에까지 형성된 구성을 나타내는 평면도.
도 16은 웨이퍼 보유부가 다각 형상을 포함하는 것을 설명하기 위한 사시도.
도 17은 본 발명의 일 실시 형태에서의 웨이퍼 보유체를 이용한 반도체 제조 장치의 다른 예를 나타내는 개략 단면도.
도 18은 도전층 상을 보호층이 피복하도록 나타내는 단면도.
도 19는 종래의 웨이퍼 보유체의 구성을 나타내는 개략 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 히터
2 : 하부 전극
3 : 정전 척용 전극
10 : 웨이퍼 보유체
30 : 상부 전극
40 : 가스 샤워체
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면에 기초하여 설명한다.
도 1 및 도 2를 참조하여, 반도체 제조 장치에서는 예를 들면 진공 용기(50) 내에 웨이퍼 보유체(10)과, 플라즈마 발생용 상부 전극(30)과, 가스 샤워체(40)가 주로 설치되어 있다. 웨이퍼 보유체(10)는 웨이퍼(20)를 보유하는 것으로, 웨이퍼(20)를 가열하기 위한 히터(1)와, 플라즈마 발생용 하부 전극(2)과, 웨이퍼(20)를 보유하기 위한 정전 척용 전극(3)을 주로 가지고 있다.
이 웨이퍼 보유체(10)는 지지부(51) 상에 장착 보유되어 있다. 이지지부(51)는 진공 용기(50)의 내벽면 전체 둘레에 걸쳐서 설치된 예를 들면 도우넛 형상을 가지고 있다.
웨이퍼 보유체(10)는 도 3의 사시도에 도시한 바와 같이 예를 들면 대략 원형의 웨이퍼 보유부와, 웨이퍼 보유부 측면에서 연장되는 측판부를 구비하고 있다. 또한 측판부의 단부는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 진공 용기(50)의 외측으로 돌출하고 있고 외부와 전기적으로 접속되는 부분이다. 또한, 진공 용기(50) 내의 진공을 유지하기 때문에 측판부와 진공 용기(50) 간에는 O링(11)이 배치되어 있다.
다음에, 웨이퍼 보유체(10)의 구체적인 구성에 대하여 설명한다.
도 4와 도 5를 참조하여, 웨이퍼 보유체(10)는 히터(1)와 플라즈마 발생용 하부 전극(2)과 정전 척용 전극(3)과의 각각을 세라믹스 기재(4)로 사이에 두고 적층한 구성을 가지고 있다. 또한 각 세라믹스 기재(4)는 접착층(5)에 의해 접착되어 있다. 이 접착층(5)는 예를 들면 유리층 등의 산화물층으로 이루어져 있다.
또한 측판부의 단부는 계단형이 되어 있으며 히터(1)와 플라즈마 발생용 하부 전극(2)과 정전 척용 전극(3)과의 각 패드부(1B, 2B, 3B)가 노출하도록 구성되어 있다. 이 노출한 패드부(1B, 2B, 3B)를 통하여 히터(1), 플라즈마 발생용 하부 전극(2) 및 정전 척용 전극(3) 각각이 외부와 전기적으로 접속되게 된다.
또한 웨이퍼의 표면 온도를 측정하기 위한 열전쌍을 외부에서 삽입하기 위한 구멍부인 홈(4A)이 세라믹스 기재(4)에 설치되어 있다.
도 6을 참조하여, 정전 척용 전극(3)은 웨이퍼 보유부의 거의 전면에 형성된 본체 부분(3A)과, 패드부(3B)와, 이들을 접속하기 위한 인출부(3C)를 구비하고 있고, 각 부(3A, 3B, 3C)는 실질적으로 동일한 평면 상에 형성되어 있다.
도 7을 참조하여, 플라즈마 발생용 하부 전극(2)은 웨이퍼 보유부의 거의 전체에 형성된 본체 부분(2A)과, 패드부(2B)와, 이들을 접속하기 위한 인출부(2C)를 구비하고 있고, 각 부(2A, 2B, 2C)는 실질적으로 동일한 평면 상에 형성되어 있다.
도 8을 참조하여, 히터(1)는 웨이퍼 보유부에서 복수의 원호형 패턴으로 이루어지는 본체 부분(1A)과, 패드부(1B)와, 이들을 접속하기 위한 인출부(1C)를 구비하고 있고, 각 부(1A, 1B, 1C)는 실질적으로 동일 평면 상에 형성되어 있다. 상기 히터(1)는 본체 부분(1A)에서 웨이퍼를 균등하게 가열하기 위하여 예를 들면, 5개의 영역에 전기적으로 분할된 5존형으로 각 존마다 2개씩의 패드(1B)가 필요하기 때문에 계 10개의 패드(1B)를 구비하고 있다. 또, 히터(1)는 5존형으로 한정되지 않는다.
도 9를 참조하여, 열전쌍 삽입용 홈(4A)은 웨이퍼의 중심부와 외주부와의 온도를 검지하기 위해 예를 들면 2개 설치되어 있다.
이 웨이퍼 보유체(10)의 각 세라믹스 기재(4)의 재질은 내열성 및 할로겐을 포함하는 가스 플라즈마에 대한 내식성의 관점에서, 질화 알루미늄, 질화 규소, 산질화 알루미늄 및 산화 알루미늄으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하고, 특히 질화 알루미늄인 것이 바람직하다. 또한 각 세라믹스 기재(4)의 열전도율은 100W/mK 이상인 것이 바람직하다.
또한 접착층이 되는 유리층(5)은 그 열팽창 계수가 3×10-6/℃ 이상 8×10-6/℃ 이하인 유리 및 열팽창 계수가 3×10-6/℃ 이상 6×10-6/℃ 이하의 비산화물 세라믹스 중 적어도 어느 하나를 포함하는 재질인 것이 바람직하다.
또한, 상기한 비산화물 세라믹스는 질화 알루미늄 혹은 질화 규소를 50질량% 이상 포함하는 것이 바람직하다.
세라믹스 기재(4)의 재질이 질화 알루미늄으로 이루어지는 경우에는 접착층(5)의 재질은 이테르븀과 네오지뮴과 칼슘을 포함하는 산화물 또는 가열에 의해 이테르븀과 네오지뮴과 칼슘을 포함하는 산화물을 생기게 하는 화합물을 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 세라믹스 기재(4)의 재질이 질화 규소로 이루어지는 경우에는 접착층(5)의 재질은 이트륨과 알루미늄을 포함하는 산화물 또는 가열에 의해 이트륨과 알루미늄을 포함하는 산화물이 생기는 화합물을 포함하는 것이 바람직하다.
또한 도 4에 도시한 바와 같이 측판부의 인출 방향에 직교하는 방향의 폭 W2는 웨이퍼 보유부의 폭 W1보다 작은 것이 바람직하다.
또한 히터(1), 플라즈마 발생용 하부 전극(2) 및 정전 척용 전극(3) 중 적어도 본체 부분(1A, 2A, 3A)의 재질은 W, Mo, Ag, Pd, Pt, Ni 및 Cr으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
또한 도 5에 도시한 바와 같이 웨이퍼 보유체(10)의 전체의 두께 T는 5㎜ 이하인 것이 바람직하다.
또한 히터(1), 플라즈마 발생용 하부 전극(2) 및 정전 척용 전극(3) 각각은와이어라도 된다. 또한 웨이퍼 보유체(10)의 측판부에는 예를 들면 홈으로 이루어지는 축소부(10A)가 설치되는 것이 바람직하다. 또한 이 축소부(10A)는 홈에만 한정되지 않고 측판부의 폭의 조절에 의해 형성되어 있어도 된다.
또한 웨이퍼 보유체(10)를 보유하는 지지부(51)는 진공 용기(50)의내벽 전체 둘레로부터 돌출할 필요는 없고, 도 10에 도시한 바와 같이 부분적으로 돌출한 구성이라도 상관없다.
또한 상기에서는 히터(1)와 플라즈마 발생용 하부 전극(2)과 정전 척용 전극(3) 모두를 설치한 경우에 대하여 설명했지만, 도전층은 도 11에 도시한 바와 같이 히터(1)와 플라즈마 발생용 전극(2) 혹은 정전 척용 전극(3)으로 이루어지는 2층 구조라도 된다. 또한 이러한 경우, 1개의 도전층이 플라즈마 발생용 하부 전극(2)과 정전 척용 전극(3)을 겸용하고 있어도 된다.
또한 도전층은 도 12에 도시한 바와 같이 히터(1), 플라즈마 발생용 하부 전극(2) 및 정전 척용 전극(3) 중 어느 하나로 이루어지는 단층 구조라도 된다.
또한 웨이퍼 보유체(10)의 측판부의 단부는 도 5에 도시한 바와 같이 계단형이 되어도 좋지만 도 13에 도시한 바와 같이 표면을 구성해도 된다. 이러한 경우, 측판부의 단부면으로부터 히터(1), 플라즈마 발생용 하부 전극(2) 및 정전 척용 전극(3) 각각이 노출하게 된다.
또한 도 5에서는 히터(1), 플라즈마 발생용 하부 전극(2) 및 정전 척용 전극(3) 각각과 세라믹스 기재(4) 간에 유리층(5)이 개재하는 구성에 대하여 설명했지만, 도 14에 도시한 바와 같이 히터(1) 등의 도전층의 패턴 간에만 접착층(5)이 설치되어도 된다.
또한 도 15에 도시한 바와 같이 히터(1)의 발열 영역인 본체 부분(해칭 영역 ; 1A)은 웨이퍼 보유부뿐만아니라 측판부에까지 형성되어 있어도 된다.
또한 웨이퍼 보유부의 형상은 평면 형상이 원형뿐만아니라, 도 16에 도시한 바와 같이 다각형(예를 들면 사각형)의 형상을 구비하고 있어도 된다.
또한 도 1에서는 플라즈마 발생용 전극을 구비한 반도체 제조 장치에 대하여 설명했지만, 도 17에 도시한 바와 같이 플라즈마 발생용 전극이 없는 반도체 제조 장치에 본 실시 형태의 웨이퍼 보유체(10)가 적용되어도 좋다. 이러한 경우, 웨이퍼 보유체(10)에는 플라즈마 발생용 하부 전극을 설치할 필요는 없다.
다음에, 본 실시 형태의 웨이퍼 보유체의 제조 방법에 대하여 설명한다.
세라믹스 기재(4)는 종래의 방법에서 제조할 수 있어, 세라믹스 분말에 필요에 따라 소결용 조제를 첨가하고, 그 위에 필요에 따라 바인더를 첨가하고, 그 성형체를 소결함으로써 제조할 수 있다. 세라믹스 기재(4)의 재질로서는 상술한 바와 같이 내열성 및 할로겐을 포함하는 가스 플라즈마에 대한 내식성에 우수한 질화 알루미늄 등의 재질이 바람직하다.
상기 소결체는 닥터 블레이드, 압출, 프레스 등의 공지의 시트 성형 방법을 이용하여 성형된다. 세라믹스 기재(4)에는 상기 내식성의 관점에서 상기 주성분 이외의 종성분이 적은 것이 바람직하기 때문에, 그 경우에서의 치밀화를 위해 핫프레스가 이용되어도 상관없다.
성형, 건조 후에 소결 시의 수축률을 감안한 형상이 되도록 펀칭 혹은 절단이 실시된다. 형상은 원판(혹은 각판)의 가로로 각판(측판)을 접합한 도 3에 도시한 바와 같은 형상이 된다. 원판부는 웨이퍼를 탑재하여 가열하는 부분이 되며, 측판부는 히터(1)나 플라즈마 발생용 하부 전극(2)이나 정전 척용 전극(3)에 전력을 공급하는 인출선을 불소계나 염소계의 가스로부터 보호하는 역할을 갖는다.
이것을 탈바인더한 후에 소결이 실시된다. 소결은 상압 소결이 바람직하지만 특히 제한은 없다. 소결체는 필요하면 연마나 절단의 가공이 실시되어도 되며 치수나 휘어짐이 소정 범위 내에 들었다면 그대로라도 상관없다. 이 소결체 상에 히터(1)나 플라즈마 발생용 하부 전극(2)이나 정전 척용 전극(3)에 상당하는 전극을 형성하기 위해서, W, Mo 등의 고융점 금속 또는 이들의 혼합물 혹은 Ag, Ag-Pd, Ni-Cr 등의 발열 저항 물질을 포함하는 페이스트가 도포되어 동페이스트 중의 휘발 성분의 탈바인더 후에 소결이 행해진다.
상기에서는 포스트 메탈라이즈 방법에 대하여 설명했지만, 시트 상에 히터(1)나 플라즈마 발생용 하부 전극(2)이나 정전 척용 전극(3)에 상당하는 전극을 형성하기 위해서 W, Mo 등의 고융점 금속 또는 이들의 혼합물을 인쇄하여 탈바인더 후에 질화 알루미늄의 소결과 고융점 금속의 소결을 동시에 행하는 코파이어법이 이용되어도 상관없다.
상기 메탈라이즈 기판끼리 혹은 메탈라이즈 기판과 비메탈라이즈 기판이 접착 성분이 도포된 후에 서로 중첩하여 접합된다. 혹은 히터층으로 하는 경우에는 이들의 발열 물질로 이루어지는 와이어를 사이에 두고 접착할 수 있다. 그 경우는 히터층의 두께는 가능한 한 얇게 하는 것이 바람직하다.
접합에 이용되는 접착 성분은 제품의 사용 환경(온도, 분위기 가스 등)에 맞게 결정하면 된다. 비교적 저온에서는 유기계의 접착제가 이용되어도 상관없지만, 고온에서 사용하는 경우에는 사용 온도보다 높은 내열성을 갖는 무기계 유리 혹은 비산화물 세라믹스 등이 바람직하다. 접합 후의 열 응력을 적게 하기 위해서는 유리의 열팽창 계수도 세라믹스 기재(4)와 거의 동등한 것이 바람직하다. 예를 들면 세라믹스 기재(4)가 질화 알루미늄이나 질화 규소를 주성분으로 하는 것이면, 접합 온도에도 따르지만 열팽창 계수는 3.0×10-6/℃ 이상 6.0×10-6/℃ 이하가 바람직하고, 또한 예를 들면 산화 알루미늄이나 산질화 알루미늄을 주성분으로 하는 것이면 6.0×10-6/℃ 이상 8.0×10-6/℃ 이하인 것이 바람직하다.
인출선의 단부를 외부 배선과 접합하기 위해서 노출시키기 위해서는 적층하는 세라믹스 기재(4)의 한쪽측의 측판부의 길이를 짧게 하여 접합하는 것만으로 좋다. 배선의 단부에 패드부를 형성하면 배선 접합이 행하기 쉬워진다.
측판부에서 발열하여 웨이퍼 보유부의 균열을 취하기 어렵게 되는 것에 대해서는 도 15에 도시한 바와 같이 측판부의 일부까지 히터(1)의 본체 부분(해칭 영역 ; 1A)을 제작하여 웨이퍼 보유부의 균열을 취하고, 그 본체 부분(1A)보다 단부측에 도 4에 도시한 바와 같은 홈(10A)을 만들거나 폭을 조절하여 열의 확산을 가능한 한 발생하지 않도록 하는 것이 바람직하다.
또한 상기한 실시 형태에서는 히터(1), 하부 전극(2) 및 정전 척용 전극(3) 등의 도전층이 1쌍의 세라믹스 기재(4)에 사이에 둔 구성에 대하여 설명하였지만도전층(1, 2, 3)은 세라믹스 기재(4)에 사이에 두지 않아도 도 18에 도시한 바와 같이 세라믹스 기재(4) 상에 형성되며 또한 보호층(6)에 의해 피복되어도 된다.
본 실시 형태에서는 도전층(1, 2, 3)의 본체 부분(1A, 2A, 3A)과 인출 부분(1C, 2C, 3C)과는 동일 평면 상에 형성되어 있기 때문에 보호층(6)으로 피복함으로써 도전층(1, 2, 3)을 보호하는 것이 가능해진다. 이 때문에, 종래예와 같이 인출 부분(1C, 2C, 3C)을 보호하기 위한 파이프는 불필요해진다. 따라서, 파이프를 결합하는 공정이 불필요해지기 때문에 제조는 용이해지며 파이프 설치에 의한 왜곡의 발생도 없다.
상기 보호층(6)의 재질은 열팽창 계수가 3×10-6/℃ 이상 8×10-6/℃ 이하인 유리 및 열팽창 계수가 3×10-6/℃ 이상 6×10-6/℃ 이하인 비산화물 세라믹스 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 이 비산화물 세라믹스는 질화 알루미늄 혹은 질화 규소를 50질량% 이상 포함하는 재질인 것이 바람직하다.
또한, 세라믹스 기재(4)의 재질이 질화 알루미늄으로 이루어지는 경우에는 보호층(6)의 재질은 이테르븀과 네오듐과 칼슘을 포함하는 산화물 또는 가열에 의해 이테르븀과 네오듐과 칼슘을 포함하는 산화물이 생기는 화합물을 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 세라믹스 기재(4)의 재질이 질화 규소로 이루어지는 경우에는 보호층(6)의 재질은 이트륨과 알루미늄을 포함하는 산화물 또는 가열에 의해 이트륨과 알루미늄을 포함하는 산화물이 생기는 화합물을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 도 18에 도시한 바와 같이 보호층(6)을 설치한 경우에도 도 5 및 도 9에 도시한 바와 같이 세라믹스 기재(4) 중에 온도 검지부를 배치하기 위한 구멍부인 홈(4a)이 형성되어도 된다. 또한, 세라믹스 기재(4)와 보호층(6) 각각은 도 18에 도시한 바와 같이 본체 부분을 사이에 둔 웨이퍼 보유부와, 웨이퍼 보유부의 측면에서 연장되고 또한 인출 부분을 사이에 둔 측판부를 포함하고, 그 측판부의 폭은 도 3에 도시한 바와 같이 웨이퍼 보유부의 폭보다 작아도 된다.
또한, 인출 부분을 사이에 둔 세라믹스 기재(4)와 보호층(6)과의 측판부에는 도 3에 도시한 바와 같이 O링(11)이 배치되어 있어도 된다. 또한, 인출 부분을 사이에 둔 세라믹스 기재(4)와 보호층(6) 중 적어도 한쪽의 측판부에는 도 18에 도시한 바와 같이 단열용 축소부(10A)가 설치되어도 된다. 또한, 측판부의 세라믹스 기재(4)와 보호층(6)에 사이에 둔 영역에 도 15에 도시한 바와 같이 히터(1)의 본체 부분이 형성되어 있어도 된다.
또한, 도 18에 도시한 바와 같이 보호층(6)을 이용한 경우에도 전체의 두께 T1이 5㎜ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 도전층(1, 2, 3)은 적어도 본체 부분의 재질이 W, Mo, Ag, Pd, Pt, Ni 및 Cr으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상으로 이루어지도록 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 도전층(1, 2, 3)은 와이어라도 된다.
다음에, 실험을 행한 결과에 대하여 설명한다.
<실시예 1>
질화 알루미늄 분말에 소결 조제로서 Y2O3을 5질량%로 바인더를 첨가하여 분산 혼합하고, 소결 증가로 1.0㎜의 두께가 되도록 닥터 블레이드 성형을 했다. 이것을 건조시킨 후, 소결 증가로 원판부(웨이퍼 보유부) φ300㎜+측판부50㎜폭×100㎜길이의 부채형(도 3의 형상)이 되도록 금형으로 2매 펀칭했다. 이들을 800℃의 질소 기류 중에서 탈지하고 1800℃에서 4시간 소결했다. 얻어진 소결체의 상하면을 다이아몬드 지립으로써 연마했다. 질화 알루미늄 소결체의 열전도율은 175W/mK에서 열팽창 계수는 4.5×10-6/℃였다.
W 분말과 소성 조제를 바인더로써 혼합하여 1매의 기판 상에 인쇄했다. 인쇄 패턴은 W 라인 폭 0.5㎜, 라인 간격 0.5㎜의 라인 패턴이고, 이것을 소용돌이형으로 원판부에 형성하고, 측판부를 통하여 외부 전극과 접합하도록 설계했다. 이것을 질소 중 800℃에서 탈지하고 질소 중 1600℃에서 베이킹하였다. 또한, 다른 1매의 소결체 상에 열팽창 계수가 5.0×10-6/℃의 유리 분말을 인쇄했다. 이것을 500℃에서 탈지한 후, 전극을 형성한 소결체와 중첩하여 Mo제의 지그로 고정하고 저울추를 얹어서 650℃에서 질소 중에서 접합했다.
이와 같이 하여 얻어진 웨이퍼 보유체의 구조와, 균열성, 강온 속도, 내부식성 및 히트 사이클(H/C)의 결과를 표 1에 나타냈다. 또, 이하에 설명하는 실시예 2 ∼ 15의 결과에 대해서도 아울러서 표 1에 나타낸다.
측판의 단부에 형성한 전극 단자로부터 200V의 전압으로 전류를 흘림으로써 원판부 표면을 700℃까지 승온했다. 웨이퍼 보유부인 원판부의 온도 분포는 ±0.5℃였다. 또한 불소 가스 중 700℃에서 1000시간 노출하였지만 부식은 나타나지 않았다.
또한 전원 OFF 후에 30℃ 이하까지의 강온에 필요한 시간은 2분이었다.
또한 실온(RT)에서 800℃의 히트 사이클 테스트를 행했지만, 300회 이상에서도 균열이나 크랙은 나타나지 않았다.
<실시예 2>
질화 알루미늄 분말에 소결 조제로서 Y2O3을 5질량%로 CaO를 1질량% 첨가하고 또한 바인더를 첨가하여 분산 혼합하고, 소결 증가의 두께가 1.0㎜가 되도록 닥터 블레이드 성형을 하였다. 이것을 건조시킨 후, 소결 증가로 원판부(웨이퍼 보유부) φ300㎜+측판부 50㎜폭×100㎜길이의 부채형이 되도록 금형으로 2매 펀칭했다.
1매의 성형체 상에 W 분말과 소성 조제를 바인더로써 혼합하여 인쇄했다. 인쇄 패턴은 압착(?)으로 W 라인 폭 0.5㎜, 라인 간격 0.5㎜의 라인 패턴이고, 이것을 소용돌이형으로 원판부에 형성하고, 측판부를 통하여 외부 전극과 접합하도록 설계하였다. 이 위에 다른 1매의 성형체를 중첩하여 열압착했다. 이들을 800℃의 질소 기류 중에서 탈지하고, 1800℃에서 4시간 동시 소결하였다. 소결체의 열전도율은 175W/mK였다.
측판의 단부에 형성한 전극 단자에서 200V의 전압으로 전류를 흘림으로써 원판부 표면을 700℃까지 승온했다. 웨이퍼 보유부인 원판부의 온도 분포는 ±1.0℃였다. 또한 불소 가스 중 700℃에서 1000시간 노출하였지만 부식은 나타나지 않았다.
또한 전원 OFF 후에 30℃ 이하까지의 강온에 필요한 시간은 2분이었다.
또한 실온에서 800℃의 히트 사이클 테스트를 행했지만, 300회 이상이라도 균열이나 크랙은 나타나지 않았다.
<실시예 3>
실시예 1과 동일 방법으로 소결체를 제작했다.
Ag-Pd 분말과 소성 조제를 바인더로써 혼합하여 1매의 기판 상에 인쇄했다. 인쇄 패턴은 W 라인폭 0.5㎜, 라인 간격 0.5㎜의 라인 패턴으로, 이것을 소용돌이형으로 원판부에 형성하고, 측판부를 통하여 외부 전극과 접합하도록 설계했다. 이것을 대기 중 500℃에서 탈지하고, 질소 중 800℃에서 베이킹하였다. 또한, 다른 1매의 소결체 상에 열팽창 계수가 5.0×10-6/℃의 유리 분말을 인쇄했다. 이것을 500℃에서 탈지한 후, 전극을 형성한 소결체와 중첩하여 Mo제의 지그로 고정하고, 저울추를 얹어서 650℃에서 질소 중에서 접합하였다.
측판의 단부에 형성한 전극 단자로부터 200V의 전압으로 전류를 흘림으로써 원판부 표면을 700℃까지 승온했다. 웨이퍼 보유부인 원판부의 온도 분포는 ±1.5℃였다. 또한 불소 가스 중 700℃에서 1000 시간 노출하였지만 부식은 나타나지 않았다.
또한 전원 OFF 후에 30℃ 이하까지의 강온에 필요한 시간은 4분이었다.
또한 실온에서 800℃의 히트 사이클 테스트를 행했지만, 300회 이상에서도 균열이나 크랙은 나타나지 않았다.
<실시예 4>
실시예 1과 동일 방법으로 접합체를 제작했다. 접합에 이용한 유리의 열팽창 계수만을 2.0×10-6/℃로 하여 다른 것을 이용했다.
측판의 단부에 형성한 전극 단자에서 200V의 전압으로 전류를 흘림으로써 원판부 표면을 700℃까지 승온했다. 웨이퍼 보유부인 원판부의 온도 분포는 ±0.7℃였다. 또한 불소 가스 중 700℃에서 1000시간 노출하였지만 부식은 나타나지 않았다.
또한 전원 OFF 후에 30℃ 이하까지의 강온에 필요한 시간은 5분이었다.
또한 실온에서 800℃의 히트 사이클 테스트를 행했지만, 100회까지 균열이나 크랙은 나타나지 않았다.
<실시예 5>
실시예 1과 동일 방법으로 접합체를 제작했다. 접합에 이용한 유리의 열팽창 계수만을 9.0×10-6/℃로 하여 다른 것을 이용했다.
측판의 단부에 형성한 전극 단자에서 200V의 전압으로 전류를 흘림으로써 원판부 표면을 700℃까지 승온했다. 웨이퍼 보유부인 원판부의 온도 분포는 ±0.5℃였다. 또한 불소 가스 중 700℃에서 1000시간 노출하였지만 부식은 나타나지 않았다.
또한 전원 OFF 후에 30℃ 이하까지의 강온에 필요한 시간은 4분이었다.
또한 실온에서 800℃의 히트 사이클 테스트를 행했지만, 100회까지 균열이나크랙은 나타나지 않았다.
<실시예 6>
실시예 1과 동일 방법으로 W 메탈라이즈 기판을 1매, 비메탈라이즈 기판을 5매 제작했다. W 메탈라이즈 기판을 사이에 두고 비메탈라이즈 기판을 상측에 3매로 하측에 2매를 중첩하여 실시예 1과 동일 방법에서 접합했다.
측판의 단부에 형성한 전극 단자에서 200V의 전압으로 전류를 흘림으로써 원판부 표면을 700℃까지 승온했다. 웨이퍼 보유부인 원판부의 온도 분포는 ±0.6℃였다. 또한 불소 가스 중 700℃에서 1000시간 노출하였지만 부식은 나타나지 않았다.
또한 전원 OFF 후에 30℃ 이하까지의 강온에 필요한 시간은 9분이었다.
또한 실온에서 800℃의 히트 사이클 테스트를 행했지만, 300회 이상에서도 균열이나 크랙은 나타나지 않았다.
<실시예 7>
질화 규소 분말에 소결 조제로서 Y2O3을 5질량%로 Al2O3을 2질량% 첨가하고 또한 바인더를 첨가하여 분산 혼합하고 소결 증가로 1.0㎜의 두께가 되도록 닥터 블레이드 성형을 했다. 이것을 건조시킨 후, 소결 증가로 원판부(웨이퍼 보유부) φ300㎜+측판부50㎜폭×100㎜길이의 부채형이 되도록 금형으로 2매 펀칭했다. 이들을 800℃의 질소 기류 중에서 탈지하고 1750℃에서 4시간 소결했다. 얻어진 소결체의 상하면을 다이아몬드 지립으로써 연마했다. 얻어진 소결체의 열전도율은30W/mK, 열팽창 계수는 3.0×10-6/℃였다.
W 분말과 소성 조제를 바인더로써 혼합하여 1매의 기판 상에 인쇄했다. 인쇄 패턴은 W 라인 폭 0.5㎜, 라인 간격 0.5㎜의 라인 패턴이며, 이것을 소용돌이형으로 원판부에 형성하고 측판부를 통하여 외부 전극과 접합하도록 설계했다. 이것을 질소 중 800℃에서 탈지하고, 질소 중 1600℃에서 베이킹하였다. 또한, 다른 1매의 소결체 상에 열팽창 계수가 5.0×10-6/℃의 유리 분말을 인쇄했다. 이것을 500℃에서 탈지한 후, 전극을 형성한 소결체와 중첩하여 Mo제의 지그로 고정하고 저울추를 얹어서 650℃에서 질소 중에서 접합했다.
측판의 단부에 형성한 전극 단자에서 200V의 전압으로 전류를 흘림으로써 원판부 표면을 700℃까지 승온했다. 웨이퍼 보유부인 원판부의 온도 분포는 ±4.0℃였다. 또한 불소 가스 중 700℃에서 1000 시간 노출하였지만 부식은 나타나지 않았다.
또한 전원 OFF 후에 30℃ 이하까지의 강온에 필요한 시간은 7분이었다.
또한 실온에서 800℃의 히트 사이클 테스트를 행했지만, 300회 이상에서도 균열이나 크랙은 나타나지 않았다.
<실시예 8>
산질화 알루미늄(ALON) 분말에 소결 조제로서 MgO를 2질량% 첨가하고, 바인더를 첨가하여 분산 혼합하고, 1.2㎜의 두께가 되도록 닥터 블레이드 성형을 했다. 이것을 건조시킨 후, 소결 증가로 원판부(웨이퍼 보유부)φ300㎜+측판부50㎜폭×100㎜길이의 부채형이 되도록 금형으로 2매 펀칭했다. 이들을 800℃의 질소 기류 중에서 탈지하고, 1770℃에서 4시간 소결했다. 얻어진 소결체의 상하면을 다이아몬드 지립으로써 연마했다. 얻어진 소결체의 열전도율은 50W/mK, 열팽창 계수는 5.0×10-6/℃ 였다.
W 분말과 소성 조제를 바인더로써 혼합하여 1매의 기판 상에 인쇄했다. 인쇄 패턴은 W 라인 폭 0.5㎜, 라인 간격 0.5㎜의 라인 패턴으로써, 이것을 소용돌이형으로 원판부에 형성하고 측판부를 통하여 외부 전극과 접합하도록 설계했다. 이것을 질소 중 800℃에서 탈지하고, 질소 중 1600℃에서 베이킹하였다. 또한, 다른 1매의 소결체 상에 열팽창 계수가 5.0×10-6/℃의 유리 분말을 인쇄했다. 이것을 500℃에서 탈지한 후, 전극을 형성한 소결체와 중첩하여 Mo제의 지그로 고정하고 저울추를 얹어서 650℃에서 질소 중에서 접합했다.
측판의 단부에 형성한 전극 단자에서 200V의 전압으로 전류를 흘림으로써 원판부 표면을 700℃까지 승온했다. 웨이퍼 보유부인 원판부의 온도 분포는 ±5.0℃였다. 또한 불소 가스 중 700℃에서 1000 시간 노출하였지만 부식은 나타나지 않았다.
또한 전원 OFF 후에 30℃ 이하까지의 강온에 필요한 시간은 8분이었다.
실온에서 800℃의 히트 사이클 테스트를 행했지만, 300회 이상에서도 균열이나 크랙은 나타나지 않았다.
<실시예 9>
ZrO2분말에 소결 조제로서 Y2O3을 2질량%로 CaO를 1질량% 첨가하고 또한 바인더를 첨가하여 분산 혼합하고, 소결 증가로 1.0㎜의 두께가 되도록 닥터 블레이드 성형을 했다. 이것을 건조시킨 후, 소결 증가로 원판부(웨이퍼 보유부) φ300㎜+측판부50㎜폭×100㎜길이의 부채형이 되도록 금형으로 2매 펀칭했다. 이들을 800℃의 질소 기류 중에서 탈지하고 1450℃에서 4시간 소결했다. 얻어진 소결체의 상하면을 다이아몬드 지립으로써 연마했다. 소결체의 열전도율은 10W/mK, 열팽창 계수는 8.5×10-6/℃였다.
W 분말과 소성 조제를 바인더로써 혼합하여 1매의 기판 상에 인쇄했다. 인쇄 패턴은 W 라인 폭 0.5㎜, 라인 간격 0.5㎜의 라인 패턴이고, 이것을 소용돌이형으로 원판부에 형성하고 측판부를 통하여 외부 전극과 접합하도록 설계했다. 이것을 질소 중 800℃에서 탈지하고, 질소 중 1600℃에서 베이킹하였다. 또한, 다른 1매의 소결체 상에 열팽창 계수가 5.0×10-6/℃의 유리 분말을 인쇄했다. 이것을 500℃에서 탈지한 후, 전극을 형성한 소결체와 중첩하여 Mo제의 지그로 고정하고 저울추를 얹어서 650℃에서 질소 중에서 접합했다.
측판의 단부에 형성한 전극 단자에서 200V의 전압으로 전류를 흘림으로써 원판부 표면을 700℃까지 승온했다. 웨이퍼 보유부인 원판부의 온도 분포는 ±7.0℃였다.
또한 전원 OFF 후에 30℃ 이하까지의 강온에 필요한 시간은 10분이었다.
또한 실온에서 800℃의 히트 사이클 테스트를 행했지만, 300회 이상에서도균열이나 크랙은 나타나지 않았다. .
<실시예 10>
질화 알루미늄 분말에 소결 조제로서 Y2O3을 5질량% 첨가하고 또한 바인더를 첨가하여 분산 혼합하여 건조시킨 후, 소결 증가로 원판부(웨이퍼 보유부) φ300+측판부50㎜폭×100㎜길이의 부채형이 되도록 금형 프레스로 2매 성형했다. 0.5㎜깊이로 1.5㎜폭의 홈을 2㎜피치로 소용돌이형으로 형성했다. 2매의 성형체의 소용돌이는 각각, 반대로 형성하여 성형체끼리를 중첩하면 소용돌이 패턴이 맞도록 했다. 한 쪽 성형체의 홈에 0.5㎜φ로 코일 권취 직경 1.0㎜φ의 Mo를 소용돌이형으로 형성하여 다른 한 쪽의 성형체를 피복하고, 1850℃에서 핫프레스 소결하여 두께 4㎜의 소결체가 생겼다. 소결체의 열전도율은 173W/mK, 열팽창 계수는 4.5×10-6/℃였다.
측판의 단부에 형성한 전극 단자에서 200V의 전압으로 전류를 흘림으로써 원판부 표면을 700℃까지 승온했다. 웨이퍼 보유부인 원판부의 온도 분포는 ±9.0℃였다. 또한 불소 가스 중 700℃에서 1000시간 노출하였지만 부식은 나타나지 않았다.
또한 전원 OFF 후에 30℃ 이하까지의 강온에 필요한 시간은 15분이었다.
또한 실온에서 800℃의 히트 사이클 테스트를 행했지만, 100회까지는 균열이나 크랙은 나타나지 않았다.
<실시예 11>
실시예 1과 동일 방법으로 W 메탈라이즈 기판을 1매, 비메탈라이즈 기판을 1매 제작했다. W 메탈라이즈 기판을 사이에 두고 비메탈라이즈 기판을 중첩하여 AlN에 Y-Ca-O를 3% 첨가한 층을 도포하여 기판을 중첩하여 N2중에서 1600℃에서 소성하여 접합했다. 메탈라이즈의 이면을 웨이퍼 보유면으로서 가열한 바 웨이퍼 보유면은 700℃±2.0℃였다. 또한 불소 가스 중 750℃에서 1000시간 노출하였지만 부식은 나타나지 않았다.
또한 전원 OFF 후에 30℃ 이하까지의 강온에 필요한 시간은 2분이었다.
또한 실온에서 800℃의 히트 사이클 테스트를 행했지만 300회까지는 균열이나 크랙은 나타나지 않았다.
<실시예 12>
실시예 1과 동일 방법으로 W 메탈라이즈 기판을 1매 제작했다. AlN에 Yb-Nd-Ca-O를 3% 첨가한 페이스트를 도포하고 N2중에서 1600℃에서 소성하여 보호층을 형성했다. 메탈라이즈의 이면을 웨이퍼 보유면으로서 가열한 바 웨이퍼 보유면은 700℃±2.5℃였다. 또한 불소 가스 중 750℃에서 1000시간 노출했지만 부식은 나타나지 않았다.
또한 전원 OFF 후에 30℃ 이하까지의 강온에 필요한 시간은 2분이었다.
또한 실온에서 800℃의 히트 사이클 테스트를 행했지만, 300회까지는 균열이나 크랙은 나타나지 않았다.
<실시예 13>
실시예 1과 동일 방법으로 소결체를 2매 제작했다. 1매의 소결체에 Mo 페이스트를 선 폭과 선 사이가 0.5㎜, 0.5㎜의 패턴이 되도록 도포하고, 질소(N2) 중에서 베이킹하여 도전층을 형성한 것 이외는 실시예 1과 동일한 조건으로 웨이퍼 보유체를 제작했다. 이 웨이퍼 보유체에 있어서, 실시예 1과 동일한 조건으로 웨이퍼 표면의 온도 분포를 측정한 바 700℃±3℃가 되었다. 또한 불소 가스 중 700℃에서 1000시간 노출했지만 부식은 나타나지 않았다.
또한 전원 OFF 후에 30℃ 이하까지의 강온에 필요한 시간은 2분이었다.
또한 실온에서 800℃의 히트 사이클 테스트를 행했지만, 300회까지는 균열이나 크랙은 나타나지 않았다.
<실시예 14>
실시예 1과 동일 방법으로 소결체를 2매 제작했다. 1매의 소결체에 Ag-Pd 페이스트를 선 폭과 선 사이가 0.5㎜, 0.5㎜의 패턴이 되도록 도포하고, 질소(N2) 중에서 베이킹하여 도전층을 형성한 것 이외는 실시예 1과 동일한 조건으로 웨이퍼 보유체를 제작했다. 이 웨이퍼 보유체에 있어서, 실시예 1과 동일한 조건으로 웨이퍼 표면의 온도 분포를 측정한 바 700℃ ±5℃가 되었다. 또한 불소 가스 중 700℃에서 1000시간 노출했지만 부식은 나타나지 않았다.
또한 전원 OFF 후에 30℃ 이하까지의 강온에 필요한 시간은 2분이었다.
또한 실온에서 800℃의 히트 사이클 테스트를 행했지만, 300회까지는 균열이나 크랙은 나타나지 않았다.
<실시예 15>
실시예 1과 동일 방법으로 소결체를 2매 제작했다. 1매의 소결체에 Ni-Cr 페이스트를 선 폭과 선 사이가 0.5㎜, 0.5㎜의 패턴이 되도록 도포하고, 질소(N2) 중에서 베이킹하여 도전층을 형성한 것 이외는 실시예 1과 동일한 조건으로 웨이퍼 보유체를 제작했다. 이 웨이퍼 보유체에 있어서 실시예 1과 동일한 조건으로 웨이퍼 표면의 온도 분포를 측정한 바 700℃±4℃가 되었다. 또한 불소 가스 중 700℃에서 1000시간 노출했지만 부식은 나타나지 않았다.
또한 전원 OFF 후에 30℃ 이하까지의 강온에 필요한 시간은 2분이었다.
또한 실온에서 800℃의 히트 사이클 테스트를 행했지만 300회까지는 균열이나 크랙은 나타나지 않았다.
<실시예 16> ∼ <실시예 20>
실시예 1과 동일 방법으로, 1매의 소결체와, 선 폭과 선 사이가 0.5㎜, 0.5㎜의 W의 패턴을 갖는 1매의 W 메탈라이즈 기판을 제작했다. 이 소결체와 W 메탈라이즈 기판을 각각 열팽창 계수가 2.5×10-6/℃, 3.0×10-6/℃, 5.0×10-6/℃, 7.9×10-6/℃, 10×10-6/℃의 유리에 의해 질소(N2) 중에서 700℃에서 접합했다. 승온 속도 목표는 30분/600℃ 이내이지만, 표 2에 도시한 바와 같이 각각 35분에 균열, 6분에 균열, 6분 이하에는 균열이 생기지 않음, 8분에 균열, 80분에 균열이 생긴다는 결과가 얻어졌다.
<비교예 1>
질화 알루미늄 분말에 소결 조제로서 Y2O3을 5질량% 첨가하고 또한 바인더를 첨가하여 분산 혼합하여 건조시킨 후, 소결 증가로 φ300×5㎜t의 원판이 되도록 금형 프레스로 2매 성형했다. 이 위에 0.5㎜φ로 코일 권취 직경 5㎜φ의 Mo를 10㎜피치의 소용돌이형으로 형성하여 1850℃에서 핫프레스 소결했다. 소결체의 열전도율은 173W/mK, 열팽창 계수는 4.5×10-6/℃였다.
원판 이면에 80㎜φ로 두께 5㎜의 질화 알루미늄 파이프를 확산 접합했다. Mo제의 배선을 파이프 내에 통과시켜서 Mo 코일의 전극 단자에 은 납땜했다.
전극 단자에서 200V의 전압으로 전류를 흘림으로써 원판부 표면을 700℃까지 승온했다. 웨이퍼 보유부인 원판부의 온도 분포는 ±12.0℃였다. 또한 불소 가스 중 750℃에서 1000시간 노출하였지만 부식은 나타나지 않았다.
또한 전원 OFF 후에 30℃ 이하까지의 강온에 필요한 시간은 40분이었다.
또한 실온에서 800℃의 히트 사이클 테스트를 행했지만, 75회에 파이프 접합부에 크랙이 들어가 있었다.
이와 같이 하여 얻어진 웨이퍼 보유체의 구조와 균열성, 강온 속도, 내부식성 및 히트 사이클(H/C)의 결과를 표 3에 나타낸다. 또, 이하에 설명하는 비교예 2 및 3의 결과에 대해서도 아울러서 표 3에 나타낸다.
<비교예 2>
질화 알루미늄 분말에 소결 조제로서 Y2O3을 5질량% 첨가하고, 바인더를 첨가하여 분산 혼합하여 소결 증가로 1.0㎜의 두께가 되도록 닥터 블레이드 성형을 했다. 이것을 건조시킨 후, 소결 증가로 φ300㎜의 원판이 되도록 금형으로 2매 펀칭했다. 이들을 800℃의 질소 기류 중에서 탈지하고, 1800℃에서 4시간 소결했다. 얻어진 소결체의 상하면을 다이아몬드 지립으로써 연마했다. 소결체의 열전도율은 175W/mK, 열팽창 계수는 4.5×10-6/℃였다.
W 분말과 소성 조제를 바인더로써 혼합하여 1매의 기판 상에 인쇄했다. 인쇄 패턴은 W 라인 폭 0.5㎜, 라인 간격 0.5㎜의 라인 패턴으로 이것을 소용돌이형으로 원판부에 형성하고, 중앙부 이면에 전극 단자가 오는 패턴으로 했다. 원판 이면에 80㎜φ로 두께 5㎜의 파이프를 열팽창 계수가 5.0×10-6/℃의 유리로 접합했다. Mo제의 배선을 파이프 내에 통과시켜서 W 메탈라이즈의 전극 단자에 은납땜했다.
전극 단자로부터 200V의 전압으로 전류를 흘림으로써 원판부 표면을 700℃까지 승온했다. 웨이퍼 보유부인 원판부의 온도 분포는 ±10.0℃였다. 또한 불소 가스 중 700℃에서 1000시간 노출하였지만 부식은 나타나지 않았다.
또한 전원 OFF 후에 30℃ 이하까지의 강온에 필요한 시간은 20분이었다. 또한 실온에서 800℃의 히트 사이클 테스트를 행했지만 90회로 파이프 접합부에 크랙이 들어가 있었다.
<비교예 3>
비교예 2와 동일 방법으로 원판 접합체를 제작했다.
원판 이면에 80㎜φ으로 두께 5㎜의 SUS310제의 파이프를 은 땜납으로 접합하고, 동시에 Mo제의 배선을 파이프 내에 통과시켜서 W 메탈라이즈의 전극 단자에 은 납땜했다.
전극 단자에서 200V의 전압으로 전류를 흘림으로써 원판부 표면을 700℃까지 승온했다. 웨이퍼 보유부인 원판부의 온도 분포는 ±10.0℃였다. 또한 불소 가스 중 700℃에서 1000시간 노출하였지만 부식은 나타나지 않았다.
또한 전원 OFF 후에 30℃ 이하까지의 강온에 필요한 시간은 25분이었다.
또한 상기 강온을 1회 행했을 뿐이고 질화 알루미늄 원판과 파이프 접합부에 크랙이 들어가 있었다.
이번 개시된 실시 형태 및 실시예는 모든 점에서 예시로써 제한적이지 않다고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는 상기한 설명이 아니고 특허 청구의 범위에 의해서 나타내며 특허 청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 및 다른 국면에 따른 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체에서는 도전층의 본체 부분과 인출 부분과는 실질적으로 동일한 평면 상에 형성되어 있기 때문에, 양쪽을 평판으로 이루어지는 한쌍의 세라믹스 기재로 사이에 둔 것으로 보호하는 것이 가능해지고 또한 보호층으로 피복함으로써도전층을 보호하는 것이 가능해진다. 이 때문에, 종래예와 같이 인출 부분을 보호하기 위해서 파이프를 이용할 필요는 없어진다. 따라서, 파이프를 접합하는 공정이 불필요해지기 때문에 제조가 용이해지고 파이프 설치에 의한 왜곡의 발생도 없어진다.
이에 따라 대구경화하여 균일 가열이 필요한 에칭이나 성막용 반도체 제조 장치의 웨이퍼 보유체로서, 히터 기능이나 정전 척 기능을 더불어 가짐과 함께, 균열성이 높고 휘어짐이 적고 염가로 양산성에 우수한 제품을 제조할 수 있다.

Claims (34)

  1. 도전층(1, 2, 3)과, 상기 도전층(1, 2, 3)을 사이에 둔 한쌍의 세라믹스 기재(4)를 포함하는 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체에 있어서,
    상기 도전층(1, 2, 3)은 상기 세라믹스 기재(4)의 웨이퍼 보유면에 대면하는 본체 부분(1A, 2A, 3A)과, 외부와의 접속을 위해서 상기 본체 부분(1A, 2A, 3A)으로부터 인출되는 인출 부분(1C, 2C, 3C)을 포함하고,
    상기 본체 부분(1A, 2A, 3A)과 상기 인출 부분(1C, 2C, 3C)이 실질적으로 동일한 평면 상에 배치되어 있는 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 세라믹스 기재(4)의 재질은 질화 알루미늄, 질화 규소, 산질화 알루미늄 및 산화 알루미늄으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 세라믹스 기재(4)의 열전도율이 100W/mK 이상인 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 도전층(1, 2, 3)과 상기 세라믹스 기재(4) 간에는 개재층(5)이 있고, 상기개재층(5)의 재질은 열팽창 계수가 3×10-6/℃ 이상 8×10-6/℃ 이하의 유리 및 열팽창 계수가 3×10-6/℃ 이상 6×10-6/℃ 이하의 비산화물 세라믹스 중 적어도 어느 하나를 포함하는 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 비산화물 세라믹스는 질화 알루미늄 또는 질화 규소를 50질량% 이상 포함하는 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 개재층(5)의 재질은 이테르븀과 네오지뮴과 칼슘을 포함한 산화물 또는 가열에 의해 이테르븀과 네오지뮴과 칼슘을 포함한 산화물이 생기는 화합물을 포함하는 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 개재층(5)의 재질은 이트륨과 알루미늄을 포함한 산화물 또는 가열에 의해 이트륨과 알루미늄을 포함한 산화물이 생기는 화합물을 포함하는 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 세라믹스 기재(4) 중에 온도 검지부를 배치하기 위한 구멍부(4A)가 형성되어 있는 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 한쌍의 세라믹스 기재(4) 각각은 상기 본체 부분(1A, 2A, 3A)을 사이에 둔 웨이퍼 보유부와, 상기 웨이퍼 보유부의 측면으로부터 연장되고 또한 상기 인출부분(1C, 2C, 3C)을 사이에 둔 측판부를 포함하고, 상기 측판부의 폭은 상기 웨이퍼 보유부의 폭보다 작은 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 도전층(1, 2, 3)은 적어도 상기 본체 부분(1A, 2A, 3A)의 재질이 W, Mo, Ag, Pd, Pt, Ni 및 Cr으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하도록 형성되어 있는 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 도전층(1, 2, 3)은 히터, 플라즈마 발생용 전극 및 정전 척용 전극 중 어느 하나인 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체.
  12. 제1항에 있어서,
    전체의 두께가 5㎜ 이하인 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 도전층(1, 2, 3)은 와이어인 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 인출 부분(1C, 2C, 3C)을 사이에 둔 상기 한쌍의 세라믹스 기재(4)의 측판부에 O링(11)이 배치되어 있는 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 인출 부분(1C, 2C, 3C)을 사이에 둔 상기 한쌍의 세라믹스 기재(4) 중 적어도 한쪽 측판부에는 단열용 축소부(10A)가 설치되어 있는 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 측판부의 상기 한쌍의 세라믹스 기재(4) 사이의 영역에 상기 히터의 상기 본체 부분(1A)이 형성되어 있는 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체.
  17. 세라믹스 기재(4)와, 상기 세라믹스 기재(4) 상에 형성된 도전층(1, 2, 3)과, 상기 도전층(1, 2, 3)을 피복하는 보호층을 포함한 반도체 제조 장치용 웨이퍼보유체에 있어서,
    상기 도전층(1, 2, 3)은 상기 세라믹스 기재(4)의 웨이퍼 보유면에 대면하는 본체 부분(1A, 2A, 3A)과, 외부와의 접속을 위해서 상기 본체 부분(1A, 2A, 3A)으로부터 인출되는 인출 부분(1C, 2C, 3C)을 포함하고,
    상기 본체 부분(1A, 2A, 3A)과 상기 인출 부분(1C, 2C, 3C)이 실질적으로 동일한 평면 상에 배치되어 있는 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 세라믹스 기재(4)의 재질은 질화 알루미늄, 질화 규소, 산질화 알루미늄 및 산화 알루미늄으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 세라믹스 기재(4)의 열전도율이 100W/mK 이상인 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 보호층(6)의 재질은, 열팽창 계수가 3×10-6/℃ 이상 8×10-6/℃ 이하의 유리 및 열팽창 계수가 3×10-6/℃ 이상 6×10-6/℃ 이하의 비산화물 세라믹스 중 적어도 어느 하나를 포함하는 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 비산화물 세라믹스는 질화 알루미늄 또는 질화 규소를 50질량% 이상 포함하는 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 보호층(6)의 재질은 이테르븀과 네오지뮴과 칼슘을 포함한 산화물 또는 가열에 의해 이테르븀과 네오지뮴과 칼슘을 포함한 산화물이 생기는 화합물을 포함하는 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체.
  23. 제20항에 있어서,
    상기 보호층(6)의 재질은 이트륨과 알루미늄을 포함한 산화물 또는 가열에 의해 이트륨과 알루미늄을 포함한 산화물이 생기는 화합물을 포함하는 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체.
  24. 제17항에 있어서,
    상기 세라믹스 기재(4) 중에 온도 검지부를 배치하기 위한 구멍부(4A)가 형성되어 있는 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체.
  25. 제17항에 있어서,
    상기 도전층(1, 2, 3)은 적어도 상기 본체 부분(1A, 2A, 3A)의 재질이 W, Mo, Ag, Pd, Pt, Ni 및 Cr으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하도록 형성되어 있는 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체.
  26. 제17항에 있어서,
    상기 도전층(1, 2, 3)은 히터, 플라즈마 발생용 전극 및 정전 척용 전극 중 어느 하나인 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체.
  27. 제17항에 있어서,
    전체의 두께가 5㎜ 이하인 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 도전층(1, 2, 3)은 와이어인 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체.
  29. 제17항에 있어서,
    상기 세라믹스 기재(4)와 상기 보호층과의 각각은 상기 본체 부분(1A, 2A, 3A)을 사이에 둔 웨이퍼 보유부와, 상기 웨이퍼 보유부의 측면으로부터부터 연장되며 또한 상기 인출 부분(1C, 2C, 3C)을 사이에 둔 측판부를 포함하고 상기 측판부의 폭은 상기 웨이퍼 보유부의 폭보다 작은 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체.
  30. 제17항에 있어서,
    상기 인출 부분(1C, 2C, 3C)을 사이에 둔 상기 세라믹스 기재(4)와 상기 보호층(6)과의 측판부에 O링(11)이 배치되어 있는 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체.
  31. 제17항에 있어서,
    상기 인출 부분(1C, 2C, 3C)을 사이에 둔 상기 세라믹스 기재(4)와 상기 보호층(6) 중 적어도 한쪽의 측판부에는 단열용 축소부(10A)가 설치되어 있는 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체.
  32. 제29항에 있어서,
    상기 측판부의 상기 세라믹스 기재(4)와 상기 보호층(6)과의 사이의 영역에 상기 히터의 상기 본체 부분(1A)이 형성되어 있는 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체.
  33. 반도체 제조 장치에 있어서, 제1항 내지 제32항에 따른 반도체 제조 장치용 웨이퍼 보유체를 내장하는 반도체 제조 장치.
  34. 제33항에 있어서, 용도가 에칭 장치, CVD 장치, 플라즈마 CVD 장치에서 선택되는 반도체 제조 장치.
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Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7465219B2 (en) * 1994-08-12 2008-12-16 Diamicron, Inc. Brut polishing of superhard materials
NL1012004C2 (nl) * 1999-05-07 2000-11-13 Asm Int Werkwijze voor het verplaatsen van wafers alsmede ring.
KR20010062209A (ko) * 1999-12-10 2001-07-07 히가시 데쓰로 고내식성 막이 내부에 형성된 챔버를 구비하는 처리 장치
JP2002057207A (ja) * 2000-01-20 2002-02-22 Sumitomo Electric Ind Ltd 半導体製造装置用ウェハ保持体およびその製造方法ならびに半導体製造装置
JP2002313781A (ja) * 2001-04-11 2002-10-25 Sumitomo Electric Ind Ltd 基板処理装置
US20040144492A1 (en) * 2001-06-01 2004-07-29 Taro Ikeda Plasma processing device
US7166166B2 (en) * 2002-09-30 2007-01-23 Tokyo Electron Limited Method and apparatus for an improved baffle plate in a plasma processing system
US6798519B2 (en) 2002-09-30 2004-09-28 Tokyo Electron Limited Method and apparatus for an improved optical window deposition shield in a plasma processing system
US7204912B2 (en) * 2002-09-30 2007-04-17 Tokyo Electron Limited Method and apparatus for an improved bellows shield in a plasma processing system
US7166200B2 (en) * 2002-09-30 2007-01-23 Tokyo Electron Limited Method and apparatus for an improved upper electrode plate in a plasma processing system
US7147749B2 (en) * 2002-09-30 2006-12-12 Tokyo Electron Limited Method and apparatus for an improved upper electrode plate with deposition shield in a plasma processing system
US7137353B2 (en) * 2002-09-30 2006-11-21 Tokyo Electron Limited Method and apparatus for an improved deposition shield in a plasma processing system
US6837966B2 (en) * 2002-09-30 2005-01-04 Tokyo Electron Limeted Method and apparatus for an improved baffle plate in a plasma processing system
KR100772740B1 (ko) * 2002-11-28 2007-11-01 동경 엘렉트론 주식회사 플라즈마 처리 용기 내부재
WO2004095532A2 (en) * 2003-03-31 2004-11-04 Tokyo Electron Limited A barrier layer for a processing element and a method of forming the same
US6974764B2 (en) * 2003-11-06 2005-12-13 Intel Corporation Method for making a semiconductor device having a metal gate electrode
US7097779B2 (en) * 2004-07-06 2006-08-29 Tokyo Electron Limited Processing system and method for chemically treating a TERA layer
US20080093315A1 (en) * 2004-10-29 2008-04-24 Epicrew Corporation Support for Semiconductor Substrate
US7552521B2 (en) * 2004-12-08 2009-06-30 Tokyo Electron Limited Method and apparatus for improved baffle plate
US7601242B2 (en) * 2005-01-11 2009-10-13 Tokyo Electron Limited Plasma processing system and baffle assembly for use in plasma processing system
US20060225654A1 (en) * 2005-03-29 2006-10-12 Fink Steven T Disposable plasma reactor materials and methods
US8226769B2 (en) * 2006-04-27 2012-07-24 Applied Materials, Inc. Substrate support with electrostatic chuck having dual temperature zones
KR101342990B1 (ko) * 2007-03-08 2013-12-18 (주)소슬 배치식 기판 처리 장치 및 이를 이용하는 기판 처리 방법
KR20100046909A (ko) * 2008-10-28 2010-05-07 주성엔지니어링(주) 정전 흡착 장치와 그의 제조방법
JP5416570B2 (ja) * 2009-12-15 2014-02-12 住友電気工業株式会社 加熱冷却デバイスおよびそれを搭載した装置
US9196516B2 (en) 2013-03-14 2015-11-24 Qualitau, Inc. Wafer temperature measurement tool
JP6219229B2 (ja) * 2014-05-19 2017-10-25 東京エレクトロン株式会社 ヒータ給電機構
KR102674364B1 (ko) 2015-11-16 2024-06-13 쿠어스 테크, 인코포레이티드 내부식성 부품 및 제조 방법
KR102384436B1 (ko) * 2016-11-16 2022-04-12 쿠어스 테크, 인코포레이티드 내부식성 부품 및 제조 방법
US11764101B2 (en) * 2019-10-24 2023-09-19 ASM IP Holding, B.V. Susceptor for semiconductor substrate processing
CN113066755B (zh) * 2021-03-23 2023-06-13 西安微电子技术研究所 一种芯片背面金属化夹具及芯片背面金属化方法
CN114776926A (zh) * 2022-03-09 2022-07-22 青海丽豪半导体材料有限公司 一种高温氯气加热的方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5855687A (en) * 1990-12-05 1999-01-05 Applied Materials, Inc. Substrate support shield in wafer processing reactors
JPH06120328A (ja) * 1992-10-02 1994-04-28 Hitachi Chem Co Ltd 静電ウエーハチャック用プレート
KR100238627B1 (ko) * 1993-01-12 2000-01-15 히가시 데쓰로 플라즈마 처리장치
US5522937A (en) 1994-05-03 1996-06-04 Applied Materials, Inc. Welded susceptor assembly
TW444922U (en) * 1994-09-29 2001-07-01 Tokyo Electron Ltd Heating device and the processing device using the same
US5708556A (en) * 1995-07-10 1998-01-13 Watkins Johnson Company Electrostatic chuck assembly
JP3477953B2 (ja) * 1995-10-18 2003-12-10 東京エレクトロン株式会社 熱処理装置
JPH09172057A (ja) * 1995-12-20 1997-06-30 Souzou Kagaku:Kk 静電チャック
JP3665826B2 (ja) * 1997-05-29 2005-06-29 Ｓｍｃ株式会社 基板熱処理装置
JPH113868A (ja) * 1997-06-12 1999-01-06 Nec Yamagata Ltd ランプアニール装置およびランプアニール方法
US6019164A (en) * 1997-12-31 2000-02-01 Temptronic Corporation Workpiece chuck
JPH11260534A (ja) * 1998-01-09 1999-09-24 Ngk Insulators Ltd 加熱装置およびその製造方法
US6423949B1 (en) * 1999-05-19 2002-07-23 Applied Materials, Inc. Multi-zone resistive heater

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Publication number Publication date
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JP2001274230A (ja) 2001-10-05
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