TWI798917B - 半導體製造裝置用加熱器 - Google Patents
半導體製造裝置用加熱器 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI798917B TWI798917B TW110141280A TW110141280A TWI798917B TW I798917 B TWI798917 B TW I798917B TW 110141280 A TW110141280 A TW 110141280A TW 110141280 A TW110141280 A TW 110141280A TW I798917 B TWI798917 B TW I798917B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- aln
- resistance heating
- heating element
- annular layer
- layer
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 36
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 34
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 70
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 33
- JNDMLEXHDPKVFC-UHFFFAOYSA-N aluminum;oxygen(2-);yttrium(3+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Y+3] JNDMLEXHDPKVFC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 61
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 6
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 26
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 17
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 16
- 230000036581 peripheral resistance Effects 0.000 description 11
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 10
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 9
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 description 9
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 8
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 6
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000004453 electron probe microanalysis Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 3
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000007580 dry-mixing Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/68—Heating arrangements specially adapted for cooking plates or analogous hot-plates
- H05B3/74—Non-metallic plates, e.g. vitroceramic, ceramic or glassceramic hobs, also including power or control circuits
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
- Surface Heating Bodies (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
本發明的AlN陶瓷基體，其係包含鋁酸釔的AlN陶瓷基體，在550℃的體積電阻率為3×109Ωcm以上。
Description
本發明係關於AlN陶瓷基體及半導體製造裝置用加熱器。
作為半導體製造裝置用加熱器，已知如專利文獻1所示，具備AlN陶瓷基體，及在該AlN陶瓷基體內部埋設電阻發熱體。如此的半導體製造裝置用加熱器，可用於加熱放置在AlN陶瓷基體表面的晶圓。此外，作為半導體製造裝置用加熱器，已知如專利文獻2所示，在AlN陶瓷基體內部埋設電阻發熱體及靜電電極。如此的半導體製造裝置用加熱器，有時從電阻發熱體漏電到晶圓或從靜電電極漏電到晶圓，則晶圓會受到損傷。因此，將AlN陶瓷基體的體積電阻率控制在高值為佳。有鑑於此點，在專利文獻3，作為AlN陶瓷基體，揭示將對AlN原料粉末添加作為燒結助劑的氧化釔粉末的混合粉末造粒，以該顆粒製作圓盤形狀的成形體，將該成形體以1850~1890℃熱壓鍛燒。該AlN陶瓷基體在550℃的體積電阻率呈1×109~2.6×109Ωcm的高值。
[專利文獻1]日本特開2008-153194號公報
[專利文獻2]日本特開2005-281046號公報
[專利文獻3]日本專利第6393006號公報
[發明所欲解決的問題]
但是，採用在550℃的體積電阻率為1×10
9~2.6×10
9Ωcm的AlN陶瓷基體時，有時無法充分阻止流動在AlN陶瓷基體漏電流。
本發明係為解決如此的課題所完成，以提供在高溫的體積電阻率較先前更高的AlN陶瓷基體為主要目標。
[用以解決問題的手段]
本發明的AlN陶瓷基體，
其係包含鋁酸釔的AlN陶瓷基體，
在550℃的體積電阻率為3×10
9Ωcm以上。
該AlN陶瓷基體，在高溫的體積電阻率較先前更高。因此，將該AlN陶瓷基體，使用於作為埋設半導體製造裝置用加熱器的電阻發熱體的AlN陶瓷基體時，可充分阻止漏電流在AlN陶瓷基體流動。
再者，體積電阻率在5×10
9Ωcm以上，即可進一步抑制漏電流而佳，在1×10
10Ωcm以上，則可使陶瓷基體的厚度更薄而更佳。此外，作為鋁酸釔，可舉出例如Y
4Al
2O
9(YAM)、YAlO
3(YAL)。
在本發明的AlN陶瓷基體，AlN燒結晶粒的平均粒徑，以1.5μm以上2.5μm以下為佳，鋁酸釔以分散在AlN燒結晶粒晶界的狀態存在為佳。如此，可使鋁酸釔呈微細且均勻地分散的狀態。因此，可防止產生鋁酸釔的電流路徑，可提高AlN陶瓷基體在高溫的體積電阻率。
本發明的半導體製造裝置用加熱器，係在上述的AlN陶瓷基體埋設電阻發熱體。
在該半導體製造裝置用加熱器，AlN陶瓷基體在高溫的體積電阻率較先前更高。因此，可充分阻止漏電流在AlN陶瓷基體流動。
在本發明的半導體製造裝置用加熱器，上述電阻發熱體，以Mo製為佳，在上述AlN陶瓷基體，存在與上述電阻發熱體接觸的方式包圍上述電阻發熱體的第1環狀層，及包圍上述第1環狀層的第2環狀層，上述第1環狀層，以Y含量較上述第2環狀層多且層寬較大者為佳。第1環狀層，可連續包圍電阻發熱體，第2環狀層，亦可連續包圍第1環狀層。第2環狀層，亦可為在環狀的一部分有中斷處的形狀，且將中斷處以假想連接則呈一條圈(平滑的環)的形狀。此外，分佈在第1環狀層的寬方向的Y含量的每單位寬度的平均值，可較分佈在第2環狀層的寬度方向的Y含量的每單位寬度的平均值多。
以下說明關於本發明的合適的一實施形態的半導體製造裝置用加熱器10。圖1半導體製造裝置用加熱器10的平面圖，為圖2的A-A剖面圖。再者，圖1的1點虛線表示區邊界。此外，在圖1，內周側及外周側電阻發熱體30、40以虛線(點線)表示，但省略RF電極20。
半導體製造裝置用加熱器10，係在圓盤狀的AlN陶瓷基體12埋設RF電極20、內周側電阻發熱體30及外周側電阻發熱體40。
AlN陶瓷基體12，包含鋁酸釔(例如YAL、YAM等)，在上面設晶圓載置面12a。AlN陶瓷基體12在550℃的體積電阻率為3×10
9Ωcm以上，以5×10
9Ωcm以上為佳，以1×10
10Ωcm以上為更佳。AlN陶瓷基體12，從上方觀看時，分成內周側區Zin及外周側區Zout。內周側區Zin為圓形區，其直徑較AlN陶瓷基體12的直徑小。外周側區Zout，係包圍內周側區Zin的環狀區。
RF電極20為圓形的金屬網(例如Mo線圈)，與晶圓載置面12a大致平行設置。RF電極20，埋設在較內周側電阻發熱體30及外周側電阻發熱體40，接近晶圓載置面12a。RF電極20的直徑，較AlN陶瓷基體12的直徑稍微小。在與晶圓載置面12a隔著間隔配置的平行平板電極(無圖示)與RF電極20之間，施加高頻波電壓。RF電極20，與RF連接構件22連接。RF連接構件22，上端與RF電極20的下面連接，下端從AlN陶瓷基體12的下面12b露出。RF連接構件22，設成通過內周側電阻發熱體30的配線圖形的間隙。在RF電極20與平行平板電極之間，施加高頻波電壓時，利用RF連接構件22。
內周側電阻發熱體30，為金屬線圈(例如Mo線圈)，與晶圓載置面12a大致平行設置。內周側電阻發熱體30，係從設在AlN陶瓷基體12的中央附近的一對接頭32、34的一方，在內周側區Zin的全體，以一筆畫的要領不交叉地配線之後，到達一對接頭32、34的另一方的方式設置。一對接頭32、34，與一對內周側連接構件36、38連接。一對內周側連接構件36、38的下端，從AlN陶瓷基體12的下面12b露出。使內周側電阻發熱體30發熱時，利用一對內周側連接構件36、38，在一對接頭32、34之間施加電壓。
外周側電阻發熱體40，為金屬線圈(例如Mo線圈)，與晶圓載置面12a大致平行設置。外周側電阻發熱體40，係從設在AlN陶瓷基體12的中央附近的一對接頭42、44的一方，通過內周側區Zin拉到外周側區Zout之後，在外周側區Zout的全體，以一筆畫的要領不交叉地配線，之後拉回內周側區Zin到一對接頭42、44的另一方的方式設置。一對接頭42、44，連接一對外周側連接構件46、48。一對外周側連接構件46、48的下端，從AlN陶瓷基體12的下面12b露出。使外周側電阻發熱體40發熱時，利用一對外周側連接構件46、48在一對接頭42、44之間施加電壓。外周側電阻發熱體40，與內周側電阻發熱體30設在同一的平面上。
接著，說明關於半導體製造裝置用加熱器10的使用例。首先，將半導體製造裝置用加熱器10設置在未示於圖的腔體內。然後，在半導體製造裝置用加熱器10的晶圓載置面12a放置晶圓W，在內周側電阻發熱體30的連接構件36、38連接外部電源，在一對接頭32、34之間施加電壓。與此同時，在外周側電阻發熱體40的接續構件46、48連接其他的外部電源，在一對接頭42、44之間施加電壓。藉此，內周側電阻發熱體30與外周側電阻發熱體40發熱，將晶圓W加熱到既定溫度。在本實施形態，內周側區Zin與外周側區Zout，可以個別控制溫度。以此狀態，在晶圓W的上方隔著配置未示於圖的平行平板電極和RF電極20之間施加高頻波電壓，對晶圓W進行製作半導體晶片所需的各種處理。結束處理之後，將對RF電極20高頻波電壓施加、對內周側及外周側電阻發熱體30、40電壓施加結束，從晶圓載置面12a取下晶圓W。
接著，說明關於半導體製造裝置用加熱器10的製造例。首先，準備AlN原料粉末。AlN原料粉末，可包含少量的O、C、Ti、Ca。AlN原料粉末中，包含O以0.65~0.90質量%，C以220~380質量ppm，Ti以95質量ppm以下，Ca以250質量ppm以下為佳。AlN原料粉末的平均粒徑，設定為鍛燒後的AlN燒結晶粒的平均粒徑以1.5μm以上2.5μm以下為佳，例如以1.5μm以上2.0μm以下為佳。
接著，對準備的AlN原料粉末混合作為燒結助劑的Y
2O
3粉末作成混合粉末，將此以噴霧乾燥作成顆粒。Y
2O
3對混合粉末全體，添加成4~6質量%。Y
2O
3粉末的平均粒徑，以次微米級為佳。混合的方法，可採用使用有機溶劑的濕式混合，亦可採用球磨、振動研磨、乾式袋混合等所例示的乾式混合。
接著，使用混合粉末的顆粒，藉由在內部埋設RF電極20、內周側及外周側電阻發熱體30、40成形，製作成形體。然後，藉由將該成形體鍛燒作成AlN燒結體。藉此，可得半導體製造裝置用加熱器10。鍛燒方法，可使用例如熱壓製鍛燒等。熱壓製鍛燒時的最高溫度(鍛燒溫度)為1650℃以上1750℃以下，較佳的是設定在1670℃以上1730℃以下的範圍為佳。以鍛燒溫度的保持時間以0.5~100小時，壓製壓力以5~50MPa，氣氛以氮氣氛或真空氣氛(例如0.13~133.3Pa)為佳。進行熱壓製鍛燒時，到達最高溫度之前的一段時間(從1500℃到比最高溫度低10℃的溫度之間)進行1次以上至少保持1小時以上的操作為佳。
以SEM拍攝觀察所得半導體製造裝置用加熱器10的AlN陶瓷基體12的斷面的照片時，AlN燒結晶粒的平均粒徑以1.5μm以上2.5μm以下為佳，較AlN燒結晶粒細小的鋁酸釔以分散的狀態存在於該AlN燒結晶粒相互的晶界為佳。AlN燒結晶粒的平均粒徑較此大，則鋁酸釔在AlN燒結晶粒的晶界以濕潤的狀態存在而變得容易形成電流路徑，故在高溫的體積電阻率無法變得充分的高。相對於此，AlN燒結晶粒的平均粒徑在1.5μm以上2.5μm以下，則由於鋁酸釔以分散的狀態存在於該AlN燒結晶粒相互的晶界，故不會形成電流路徑，在高溫的體積電阻率變得充分的高。
此外，內周側及外周側電阻發熱體30、40使用Mo時，AlN陶瓷基體12，如圖2的放大圖所示，顯現以接於內周側電阻發熱體30的方式將內周側電阻發熱體30連續(即，不中斷)包圍的第1環狀層L1，及連續包圍第1環狀層L1的第2環狀層L2。第1環狀層L1，與第2環狀層L2相比Y含量較多且層寬較大。即，第1環狀層L1為富Y層，第2環狀層L2為貧Ｙ層。如此的的微結構，在外周側電阻發熱體40的周邊亦可看到。第1環狀層L1成為富Y層的理由可推測如以下。
鍛燒溫度超過1750℃，則與Mo製的內周側電阻發熱體30相接的區域的Y濃度會下降。鍛燒溫度超過1750℃，則Mo與氧的親和性會提高而可推測傾向從Mo周邊的鋁酸釔奪取氧，而Mo周邊的鋁酸釔不希望氧被奪取而移向遠離Mo的位置。因此，鍛燒溫度超過1750℃，則可推測AlN陶瓷基體12之中與Mo製內周側電阻發熱體30相接的區域的Y濃度會下降。此被認為可能是在高溫的體積電阻率無法變得充分大的一個原因。
另一方面，鍛燒溫度在1650℃以上1750℃以下，則與Mo製的內周側電阻發熱體30相接的區域(第1環狀層L1)的Y濃度會變得比較高。鍛燒溫度在1750℃以下，則Mo從周邊的鋁酸釔奪取氧的反應不容易發生，可推測Mo周邊的鋁酸釔難以移向遠離Mo的位置。因此，鍛燒溫度在1650℃以上1750℃以下，則AlN陶瓷基體12的之中與Mo製的內周側電阻發熱體30相接的區域(第1環狀層L1)的Y濃度不會下降而呈富Y層。此被認為可能是在高溫的體積電阻率變得充分大的一個原因。
根據以上所說明的本實施形態的半導體製造裝置用加熱器10，AlN陶瓷基體12的高溫(550℃)的體積電阻率為3×10
9Ωcm以上，與先前相比為更高。因此，可充分阻止漏電流在AlN陶瓷基體12流動。再者，體積電阻率在5×10
9Ωcm以上，則可進一步抑制漏電流而佳，以1×10
10Ωcm以上，則可使陶瓷基體的厚度更薄而更佳。
此外，AlN陶瓷基體12中的AlN燒結晶粒的平均粒徑，以1.5μm以上2.5μm以下為佳，鋁酸釔以分散的狀態存在於該AlN燒結晶粒相互的晶界為佳。如此，可使鋁酸釔呈微細且均勻的分散狀態。因此，可防止產生鋁酸釔的電流路徑，而可提高AlN陶瓷基體12的高溫體積電阻率。
再者，內周側及外周側電阻發熱體30、40，以Mo製為佳，在AlN陶瓷基體12，顯現以接於電阻發熱體30、40的方式將電阻發熱體30、40連續包圍的第1環狀層L1，及連續包圍第1環狀層L2的第2環狀層L2，第1環狀層L1，與第2環狀層L2相比Y含量較多且層寬較大為佳。如此的構造，可推測對在高溫的高體積電阻率有某種貢獻。如此的構造在進行熱壓製鍛燒時，藉由在到達最高溫度之前的一段時間(從1500℃到比最高溫度低10℃的溫度之間)進行1次以上至少保持1小時以上的操作，容易發生。
再者，半導體製造裝置用加熱器10，在AlN粉末與Y
2O
3粉末的混合粉末(Y
2O
3粉末為混合粉末全體的4質量%以上6質量%以下)埋設RF電極20、內周側及外周側電阻發熱體30、40成形得到成形體之後，將鍛燒時的最高溫度設定為1650℃以上1750℃以下，將成形體熱壓製鍛燒而得。因此，比較容易製造可充分阻止漏電流在AlN陶瓷基體12流動的半導體製造裝置10。
再者，本發明並非限定於上述實施形態，只要屬於本發明的技術範圍，可以各種態樣實施不言而喻。
例如，在上述實施形態，在AlN陶瓷基體12埋設RF電極20，惟亦可省略RF電極20，亦可將RF電極20以靜電電極取代，亦可以靜電電極兼作RF電極20。設置靜電電極時，藉由在靜電電極施加電壓可將晶圓W吸附保持在晶圓載置面12a。
在上述實施形態，作為RF電極20，例示金屬網，但亦可採用金屬板。此外，作為內周側及外周側電阻發熱體30、40，例示金屬線圈，惟亦可採用金屬帶或金屬網。此外，RF電極20、內周側及外周側電阻發熱體30、40，亦可將導電糊料印刷成既定形狀或既定圖案而形成。
在上述實施形態，在內周側區Zin埋設內周側電阻發熱體30，在外周側區Zout埋設外周側電阻發熱體40，惟亦可將AlN陶瓷基體12分成3個以上的區域，將電阻發熱體埋設在各區。或者，不將AlN陶瓷基體12分割成多數區域，以1條電阻發熱體配線在全體亦可。
在上述實施形態，將內周側電阻發熱體30與外周側電阻發熱體40埋設在同一平面上，惟亦可將兩者埋設在不同的面。
在上述實施形態，例示半導體製造裝置用加熱器10，惟亦可不將RF電極20、內周側及外周側電阻發熱體30、40埋設在AlN陶瓷基體12，單獨製作AlN陶瓷基體12。
在上述實施形態，將第2環狀層L2，作成連續包圍第1環狀層L1的形狀，但並非特別限定於此。例如，如圖3所示，將第2環狀層L2，作成不是連續的，而是在環狀區的一部分具有中斷處L2a的形狀亦可。第2環狀層L2，將中斷處L2a以假想連接則呈一條圈(平滑的環)。
[實施例]
以下，說明關於本發明的實施例。再者，以下的實施例並非用於限定本發明。
[實施例1]
首先，準備AlN原料粉末。對AlN原料粉末，添加5質量%作為燒結助劑的Y
2O
3粉末，以球磨混合作成混合粉末，將此以噴霧乾燥造粒。Y
2O
3以對混合粉末全體添加成為5質量%。接著，使用混合粉末的顆粒，製作圓盤形狀的成形體。在成形體，埋設RF電極20、內周側及外周側電阻發熱體30、40。然後，藉由將該成形體熱壓製鍛燒製作半導體製造裝置用加熱器10。在熱壓製鍛燒，鍛燒時的最高溫度(鍛燒溫度)為1720℃，鍛燒溫度的保持時間為2小時，壓製壓力為20MPa，氣氛為氮氣氛。再者，在熱壓製鍛燒，到達最高溫度之前的一段時間(從1500℃到比最高溫度低10℃的溫度之間)進行2次以上至少保持1小時以上的操作。
將包含AlN陶瓷基體12中的結晶相以X射線繞射鑑定。X射線繞射，係將0.5g左右的粉末以Bruker AXS製D8 ADVANCE測定。測定條件為CuKα線源、管電壓40kV、管電流40mA。將測定結果，作Rietveld分析，進行結晶相的鑑定及定量化。從XRD輪廓鑑定的結晶相為AlN、YAM、YAL，並沒有確認到TiN。
[比較例1]
將最高溫度設為1850℃及沒有進行到達最高溫度之前的一段時間保持的操作以外，以與實施例1同樣地製作半導體製造裝置用加熱器。比較例1，從XRD輪廓鑑定的結晶相亦為AlN、YAM、YAL，並沒有確認到TiN。
[體積電阻率]
對實施例1的半導體製造裝置用加熱器10，測定AlN陶瓷基體12在550℃的體積電阻率。測定係如下進行。在晶圓載置面12a載置Si晶圓W，550℃，測定在晶圓W與RF電極20(金屬網)之間施加電壓時的漏電流(在晶圓W與RF電極20之間流動的電流)。RF電極20的直徑為ψ355.6mm、電介層(晶圓載置面12a與RF電極20之間的層)的膜厚為1.02mm，施加電壓為660V。製作許多實施例1的半導體製造裝置用加熱器10，測定漏電流，結果為40mA左右。從漏電流間接計算AlN陶瓷基體12在550℃的體積電阻率的結果，平均值為1.2×10
10Ωcm。另一方面，比較例1亦與與實施例1同樣地測定漏電流的結果，為280mA的程度，AlN陶瓷基體在550℃的體積電阻率的平均值為2.4×10
9Ωcm。
[微架構]
從拍攝實施例1的AlN陶瓷燒結體12的包含Mo的斷面的SEM照片求AlN燒結晶粒的平均粒徑的結果為1.9μm。因此，在實施例1，可判斷鋁酸釔以平均分散的狀態存在於微細的AlN燒結晶粒相互的晶界。關於比較例1亦同樣地求平均粒徑的結果為4.5μm，與實施例1相比為很大的晶粒。再者，平均粒徑係取得二次電子像(倍率3000倍)，在該影像上拉直線，分別測定跨過40個晶粒的線段的長度，作為該等的平均值計算。
圖4為拍攝實施例1的AlN陶瓷燒結體12的包含Mo(內周側電阻發熱體30)的剖面的SEM照片，圖5為其示意圖。從圖4及圖5可知，觀察到與Mo相接連續(不中斷)包圍Mo的第1環狀層L1，及連續包圍第1環狀層L1的第2環狀層L2。第1環狀層L1，有分散很多白而細小的斑點(來自鋁酸釔的Y)，但是第2環狀層L2則幾乎沒有如此的斑點且接近黑色。圖6為表示沿著圖4的箭頭方向分別對Mo及Y實施EPMA分析的結果的圖表。在圖6，將Mo濃度急速上升的部分及急速下降的部分，視為電阻發熱體(Mo)與AlN陶瓷燒結體的邊界。在第1環狀層L1，Y濃度比較高，而在第2環狀層L2，Y濃度幾乎為零。由此可知，第1環狀層L1為富Y層，第2環狀層L2為貧Ｙ層。此外，第1環狀層L1層的寬度，較第2環狀層L2層的寬度更寬。
圖7為拍攝含有比較例1的AlN陶瓷燒結體的Mo的斷面的SEM照片，圖8為其示意圖。從圖7及圖8可知，觀察到與Mo接觸的方式包圍Mo的第1層，及包圍第1層的第2層。第1層幾乎沒有斑點而接近黑的層，第2層斑點相對存在較多。第2層並沒有連續而不連續。如圖9所示沿著圖7的箭頭方向分別對Mo及Y實施EPMA分析的結果。在圖9，將Mo濃度急速上升的部分及急速下降的部分，視為電阻發熱體(Mo)與AlN陶瓷燒結體的邊界。第1層的Y濃度幾乎為零，第2層的Y濃度比較高。由此可知，比較例1的第1層為貧Ｙ層，第2層為富Y層，即與實施例1相反。
本發明基於西元2021年3月18日申請的日本專利申請2021-44405號案主張優先權，且其全部內容以參考資料包含於本說明書中。
[產業利用性]
本發明可利用在半導體製造裝置用加熱器。
10:半導體製造裝置用加熱器
12:AlN陶瓷基體
12a:晶圓載置面
12b:下面
20:RF電極
22:RF連接構件
30:內周側電阻發熱體
32,34:接頭
36,38:內周側連接構件
40:外周側電阻發熱體
42,44:接頭
46,48:外周側連接構件
L1:第1環狀層
L2:第2環狀層
W:晶圓
Zin:內周側區
Zout:外周側區
圖1為半導體製造裝置用加熱器10的平面圖。
圖2為圖1的A-A剖面圖。
圖3為第2環狀層L2變形例的剖面圖。
圖4為拍攝實施例1的AlN陶瓷燒結體12的包含Mo的剖面的SEM照片。
圖5為實施例1的AlN陶瓷燒結體12的包含Mo的剖面的示意圖。
圖6為表示對實施例1實施EPMA分析的結果的圖表。
圖7為拍攝比較例1的AlN陶瓷燒結體的包含Mo的剖面的SEM照片。
圖8為比較例1的AlN陶瓷燒結體的包含Mo的剖面的示意圖。
圖9為表示對比較例1實施EPMA分析的結果的圖表。
Claims (3)
- 一種半導體製造裝置用加熱器，包括：一AlN陶瓷基體，含有鋁酸釔，且在550℃的體積電阻率為3×109Ωcm以上，一電阻發熱體，為Mo製，且埋設於上述AlN陶瓷基體，在上述AlN陶瓷基體，存在與上述電阻發熱體接觸的方式包圍上述電阻發熱體的第1環狀層，及包圍上述第1環狀層的第2環狀層，上述第1環狀層，以Y含量較上述第2環狀層多而層寬較大。
- 如請求項1之半導體製造裝置用加熱器，其中，AlN燒結粒子的平均粒徑為1.5μm以上2.5μm以下，鋁酸釔以分散在AlN燒結粒子晶界的狀態存在。
- 如請求項1或2之半導體製造裝置用加熱器，其中上述第1環狀層，連續包圍上述電阻發熱體，上述第2環狀層，連續包圍上述第1環狀層。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021-044405 | 2021-03-18 | ||
| JP2021044405 | 2021-03-18 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW202239262A TW202239262A (zh) | 2022-10-01 |
| TWI798917B true TWI798917B (zh) | 2023-04-11 |
Family
ID=83320248
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW110141280A TWI798917B (zh) | 2021-03-18 | 2021-11-05 | 半導體製造裝置用加熱器 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| TW (1) | TWI798917B (zh) |
| WO (1) | WO2022195947A1 (zh) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003313078A (ja) * | 2002-04-18 | 2003-11-06 | 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 |
| US20130319762A1 (en) * | 2012-02-29 | 2013-12-05 | Jonathan H. Harris | Transient liquid phase, pressureless joining of aluminum nitride components |
| TW201904916A (zh) * | 2017-06-30 | 2019-02-01 | 南韓商美科股份有限公司 | 氮化鋁燒結體及包括其的半導體製造裝置用構件 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6868553B2 (ja) * | 2014-08-15 | 2021-05-12 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | プラズマ化学気相堆積システムにおいて高温で圧縮又は引張応力を有するウェハを処理する方法及び装置 |
-
2021
- 2021-11-01 WO PCT/JP2021/040196 patent/WO2022195947A1/ja active Application Filing
- 2021-11-05 TW TW110141280A patent/TWI798917B/zh active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003313078A (ja) * | 2002-04-18 | 2003-11-06 | 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 |
| US20130319762A1 (en) * | 2012-02-29 | 2013-12-05 | Jonathan H. Harris | Transient liquid phase, pressureless joining of aluminum nitride components |
| TW201904916A (zh) * | 2017-06-30 | 2019-02-01 | 南韓商美科股份有限公司 | 氮化鋁燒結體及包括其的半導體製造裝置用構件 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW202239262A (zh) | 2022-10-01 |
| WO2022195947A1 (ja) | 2022-09-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI587439B (zh) | Electrostatic chuck | |
| KR100281953B1 (ko) | 가열 장치 및 그 제조 방법 | |
| TWI697467B (zh) | 對焦環、對焦環的製造方法 | |
| TWI501684B (zh) | 陶瓷加熱器及其製造方法 | |
| JP3888531B2 (ja) | 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 | |
| US11107719B2 (en) | Electrostatic chuck device and method for manufacturing electrostatic chuck device | |
| TW483285B (en) | Ceramic heater | |
| EP1496033A2 (en) | Aluminum nitride sintered body containing carbon fibers and method of manufacturing the same | |
| KR20190127731A (ko) | 복합 소결체, 정전 척 부재, 정전 척 장치 및 복합 소결체의 제조 방법 | |
| US20200407279A1 (en) | Composite sintered body, semiconductor manufacturing apparatus member, and method of manufacturing composite sintered body | |
| TWI783000B (zh) | 半導體製造裝置用加熱器 | |
| US10945312B2 (en) | Heating device | |
| US20180190527A1 (en) | Electrostatic chuck | |
| TWI798917B (zh) | 半導體製造裝置用加熱器 | |
| JP6860117B2 (ja) | 複合焼結体、静電チャック部材、静電チャック装置および複合焼結体の製造方法 | |
| JP7465771B2 (ja) | 複合焼結体、半導体製造装置部材および複合焼結体の製造方法 | |
| KR20200133744A (ko) | 정전 척 장치 및 정전 척 장치의 제조 방법 | |
| JP7074944B1 (ja) | 半導体製造装置用ヒータ | |
| JP7227954B2 (ja) | 複合焼結体、半導体製造装置部材および複合焼結体の製造方法 | |
| US11715661B2 (en) | Composite sintered body and method of manufacturing composite sintered body | |
| KR102655140B1 (ko) | 복합 소결체, 반도체 제조 장치 부재 및 복합 소결체의 제조 방법 | |
| JP6449916B2 (ja) | 試料保持具 | |
| JP2004203647A (ja) | 窒化アルミニウム焼結体、静電チャック及び窒化アルミニウム焼結体の製造方法 | |
| JP2020055715A (ja) | 誘電体材料、誘電体材料の製造方法及び静電チャック装置 | |
| JP2021144991A (ja) | 保持部材およびその製造方法 |