带加热器的静电吸盘以及带加热器的静电吸盘的制造方法技术

本发明专利技术提供吸附特性、热均匀性和耐绝缘破坏性优良的带加热器的静电吸盘。带加热器的静电吸盘（１）具备由包含氧化铝的烧结体做成的基体（２）、在基体中的上侧设置的ＥＳＣ电极（３）、埋在基体中的下侧而设置的电阻发热体（４），基体由从ＥＳＣ电极到基体的上表面（２ａ）的电介质层（２１）、从ＥＳＣ电极到基体的下表面（２ｂ）的支撑部件（２２）构成。支撑部件在与电介质层相接的ＥＳＣ电极附近区域（２２ａ）和比该ＥＳＣ电极附近区域（２２ａ）更下方的下方区域（２２ｂ）的碳含量不同，电介质层中的碳含量在１００ｗｔｐｐｍ以下，ＥＳＣ电极附近区域的碳含量在０．１３ｗｔ％以下，下方区域的碳含量在０．０３ｗｔ％以上，并且，该ＥＳＣ电极附近区域的碳含量比下方区域的碳含量更小。电阻发热体（４）含有铌或铂。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体器件制造工艺等中所用的带加热器的静电吸盘以及带 加热器的静电吸盘的制造方法。技术背景原来，在制造半导体器件等时，对半导体晶片进行成膜或刻蚀等表面处理。该表面处理中保持半导体晶片的装置之一为静电吸盘(Electrostatic Chuck)。 该静电吸盘具有放置并保持半导体晶片等基板的基板放置面，通过与放置在该 基板放置面上的半导体晶片之间产生的静电力来保持该半导体晶片。该静电吸 盘有利用库仑力作为静电力的种类。此外，作为该静电吸盘的一种，有具备加热器，可加热半导体晶片的带加热器的静电吸盘。在库仑型带加热器的静电吸盘的代表例子中，具备由陶瓷做成的基体。在 该基体的内部，设有用于在与放置在基板放置面的基板之间产生静电力的静电 吸盘电极(以下称为'ESC电极，)、以及用于加热基板的电阻发热体。此外， 基体的上表面形成放置有晶片等基板的基板放置面。这样，从上述基体中的 ESC电极到基板放置面的部分形成电介质层，从ESC电极到基体的下表面的 部分形成支撑部件(例如，参照专利文献1)。库仑型静电吸盘是利用^:置在 静电吸盘的电介质层表面的基板和静电吸盘的ESC电极之间产生的静电吸附 力(库仑力)来吸附基板。在库仑型带加热器的静电吸盘中，对基体的陶瓷使用氮化铝(例如，参照 上述专利文献1:特开平11-12053号公报)。在使用氮化铝作为基体的陶瓷的原有的带加热器的静电吸盘中，由于电介 质层的体积电阻率小，有可能放置在基板放置面的基板的装卸响应性差。对此，考虑把体积电阻率和耐腐蚀性都比氮化铝高的氧化铝用作基体。在 此场合，较好是对电阻发热体使用与氧化铝的热膨胀系数相近的铌(Nb)等。 然而，在上述电阻发热体含有铌(Nb)的场合，会担心铌成分扩散到设有电阻发热体的支撑部件中。因该铌成分扩散，电阻发热体的电阻特性发生变化， 会担心产生基板的均匀加热性发生变动的不适。再有，在静电吸盘中，施加在ESC电极上的电压高的话，基板的p及附力 变高，但库仑力所需的在静电吸盘所必要的几千伏左右的高压有可能导致绝缘 破坏等。
技术实现思路
对此，本专利技术的目的是提供提高放置在基板放置面上的基板的装卸响应 性，同时，施加高压来提高吸附力也不会产生绝缘破坏，并且可对基板进行均 匀加热的。为了达到上述目的，本专利技术的带加热器的静电吸盘具备由包含氧化铝的烧 结体做成的基体、在该基体中的上部一侧设置的ESC电极、埋在基体中的下 部一侧设置的电阻发热体，其特征在于，所述基体由从ESC电极到基体的上 表面的电介质层和从ESC电极到基体的下表面的支撑部件构成，所述支撑部方的下方区域的碳含量不同，所述电介质层中的碳含量在100wtppm以下，所 述支撑部件的所述ESC电极附近区域的碳含量在0.13wt。/。以下，所述支撑部 件的所述下方区域的碳含量在0.03wt。/。以上，并且，所述电阻发热体含有铌或 铂。此外，本专利技术的带加热器的静电吸盘的制造方法，是具有烧结陶瓷原料形 成基体的电介质层的工序、形成ESC电极的工序、烧结埋设有电阻发热体的 陶瓷原料来形成支撑部件的工序的带加热器的静电吸盘的制造方法，其特征在 于，形成所述支撑部件的工序包含通过在靠近静电吸盘电才及一侧层叠焙烧过的 陶瓷原料、在远离静电吸盘电极一侧层叠未焙烧过的陶瓷原料并成形，来调整 支撑部件的烧结体的碳含量的工序。采用本专利技术的 的话，由于基体的支撑部件由包含在ESC电极附近区域和下方区域碳含量不 同的氧化铝的陶乾做成，从而可以防止电阻发热体的扩散导致的加热特性的变 动，同时可提高ESC电极部的耐绝缘破坏性。 附图说明图1是表示本专利技术的带加热器的静电吸盘的一个实施例的俯视图。图2是图1的A-A截面图。图3是表示带加热器的静电吸盘的别的实施方式的基体的主要部位的截 面图。图4是表示带加热器的静电吸盘的别的实施方式的基体的主要部位的截 面图。图5是比较例的基体的主要部位的截面图。图6是实施例的说明图。图中1—带加热器的静电吸盘；2—基体；3—ESC电极；4~电阻发热体；21— 电介质层；22—支撑部件；22a—ESC电极附近区域；22b下方区i或。具体实施方式以下，使用附图对本专利技术的带加热器的静电吸盘的实施例进行i兌明。图1是表示本专利技术的带加热器的静电吸盘的一个实施例的俯视图，图2 是图1的A-A截面图。图1以及图2所示的带加热器的静电吸盘1具有大致 呈圆盘状的基体2。该基体2由以氧化铝为主要成分的陶瓷的烧结体做成。图 示的静电吸盘1具备双极型的ESC电极作为ESC电极。并且，本专利技术的带加 热器的静电吸盘并不限定于具备图示的双极型ESC电极的例子，也可以具备 单极型或三极以上的ESC电极。该基体2的上表面为放置有由静电吸盘1保持的半导体晶片等的基板放置 面2a。在基体2的内部，用于产生静电力的ESC电极3与该基板;改置面2a 平行，并且，接近于基板放置面2a而埋设。此外，在基体2的内部，在比ESC 电极3更下部的一侧，埋设有电阻发热体4。该电阻发热体将在后面详细叙述， 可使用与氧化铝的热膨胀系数接近的材料如Nb。形成有从该基体2的下表面2b朝向ESC电极3的ESC电极用连接孔2c 和朝向电阻发热体4的发热体用连接孔2d。在该ESC电极用连接孔2c的底面 露出由导电性材料做成的埋设在基体2内并与ESC电极3连接的连才姿部件5。 把用于从外部供给电力的ESC电极用供电部件6插入该ESC电极用连接孔2c， 通过使该ESC电极用供电部件6与连接部件5连接，而经该连接部件5与ESC电极3电连接。此外，发热体用供电部件7被插入发热体用连接孔2d，该发 热体用供电部件7与在发热体用连接孔2d的底面露出的电阻发热体4电连接。以氧化铝为主要成分的陶乾做成的基体2从基板放置面2a到ESC电极3 的区域为电介质层21，此外，从ESC电极到基体下表面2b的区域为支撑该电 介质层21的支撑部件22。该电介质层21为了产生应用于保持基板的库仑力， 而需要为所定体积电阻率的陶瓷。因此，本实施方式的电介质层21由尽可能 少含有使体积电阻率下降的成分的碳的氧化铝，具体地说碳含量在100wtppm 以下的氧化铝估支成。支撑该电介质层21的支撑部件22是以氧化铝为主要成分的材料，在包含 与ESC电极3相接的区域的ESC电极附近区域22a和比该ESC电极附近区域 22a更下方的区域即下方区域22b的碳含量不同。更详细地说，该静电吸盘电 极附近区域的碳含量比下方区域的碳含量更少，在此条件基础之上，ESC电极 附近区域22a的碳含量在0.13wt。/o以下，下方区域22b的碳含量在0.03wt。/o以 上。对该ESC电极附近区域22a以及下方区域22b的碳含量进行说明。支撑电介质层21的支撑部件22与电介质层固定粘合而成为一体的基体 2。因此，支撑部件22的材料较好是由与电介质层21种类相同的氧化铝做成。 这是因为在该支撑部件22是与电介质层21种类不同的热膨胀系数不同的材料 时，在电介质层21和支撑部件22的接合界面会产生热应力。并且，在支撑部件22与电介质层21同样由尽可能不含有碳的氧化铝做成 时，有可能在埋设于该支撑部件22的电阻发热体4的周围的氧化铝扩散有该 电阻发热体4的铌成分，而使得电阻发热体4的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带加热器的静电吸盘，具备由包含氧化铝的烧结体构成的基体、在该基体中的上部一侧设置的静电吸盘电极、在基体中的下部一侧埋入设置的电阻发热体，所述基体由从静电吸盘电极到基体上表面的电介质层、从静电吸盘电极到基体下表面的支撑部件构成，其特征在于，所述支撑部件在与所述电介质层相接的静电吸盘电极附近区域和比该静电吸盘电极附近区域更下方的下方区域的碳含量不同，所述电介质层中的碳含量在１００ｗｔｐｐｍ以下，所述支撑部件的所述静电吸盘电极附近区域的碳含量在０．１３ｗ ｔ％以下，所述支撑部件的所述下方区域的碳含量在０．０３ｗｔ％以上，并且，所述静电吸盘电极附近区域的碳含量比所述下方区域的碳含量更小，所述电阻发热体含有铌或铂。

【技术特征摘要】
JP 2006-8-22 2006-2258131.一种带加热器的静电吸盘，具备由包含氧化铝的烧结体构成的基体、在该基体中的上部一侧设置的静电吸盘电极、在基体中的下部一侧埋入设置的电阻发热体，所述基体由从静电吸盘电极到基体上表面的电介质层、从静电吸盘电极到基体下表面的支撑部件构成，其特征在于，所述支撑部件在与所述电介质层相接的静电吸盘电极附近区域和比该静电吸盘电极附近区域更下方的下方区域的碳含量不同，所述电介质层中的碳含量在100wtppm以下，所述支撑部件的所述静电吸盘电极附近区域的碳含量在0.13wt％以下，所述支撑部件的所述下方...

【专利技术属性】
技术研发人员：曻和宏，川尻哲也，服部亮誉，森冈育久，
申请(专利权)人：日本碍子株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]