带加热器静电卡盘制造技术

本发明专利技术提供一种带加热器静电卡盘，具备：由包含氧化铝的烧结体构成的基体；设在该基体中的上部侧的电极；以及埋设在基体中的下部侧的电阻发热体，上述基体包括从电极到基体上表面的电介质层和从电极到基体下表面的支撑部件。该带加热器静电卡盘的特征在于，上述电介质层中的含碳量为１００ｐｐｍ以下，上述支撑部件中的含碳量为０．０３～０．２５ｗｔ％，上述电阻发热体形成为线圈状且主要成分为铌。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及库仑型带加热器静电卡盘。技术背景以往，在制造半导体等时使用库仑型带加热器静电卡盘。在该带加热器静 电卡盘上设有由陶瓷构成的基体，在该基体的内部设有电极及电阻发热体。基 体的上表面形成为载置晶片等基板的基板载置面。上述基体的从电极到基板载 置面的部分形成为电介质层，从电极到基体的下表面的部分形成为支撑部件(例如，参照专利文献1:日本特开平11 - 12053号公报)。然而，在上述现有的带加热器静电卡盘中，由于电介质层的体积电阻率小， 因此有可能载置在基板载置面上的基板的装卸反应性下降。若装卸反应性下 降，则基板从静电卡盘分离的时间变长，因此基板的处理时间变长，每单位时 间的基板的处理能力下降。而且，由于上述电阻发热体的主要成分为铌(Nb), 因此铌成分有可能扩散在设有电阻发热体的支撑部件中。由于该铌成分扩散， 电阻发热体整体的电阻值变大，导致扩散部分的发热密度与所期望的设计值不 同。另外，由于在基体的各部位扩散程度不均匀，因此基板载置面的温度分布 变大，其结果有可能产生基板的均热性下降的不良状况。若基板的均热性下降， 则在半导体制造工艺中难以得到均匀的蚀刻或膜形成，其结果有可能所制造的装置的成品率恶化。
技术实现思路
于是，本专利技术的目的在于提供一种带加热器静电卡盘，该带加热器静电卡 盘为了提高载置在基板载置面上的基板的装卸反应性而提高电介质层的体积 电阻率，并且抑制作为电阻发热体中的主要成分的铌在支撑部件中扩散。为达到上述目的，本专利技术的带加热器静电卡盘具备由包含氧化铝的烧结 体构成的基体；设在该基体中的上部侧的电极；以及埋设在基体中的下部侧的 电阻发热体，上述基体包括从电极到基体上表面的电介质层和从电极到基体下 表面的支撑部件，该带加热器静电卡盘的特征在于，上述电介质层中的含碳量为100ppm以下，上述支撑部件中的含碳量为0.03~0.25wt%,上述电阻发热 体形成为线圈状且主要成分为铌。本专利技术的带加热器静电卡盘具有以下效果。1) 由于支撑部件中的含碳量为0.03 ~0.25wt%,因此能够防止电阻发热体 中的作为主要成分的铌的扩散。通过防止该铌成分的扩散，电阻发热体具有规 定的电阻，因此可得到显示出如所期望的设计值的发热密度的效果。再有，支 撑部件中的氧化铝烧结体着色为灰黑色~黑色，高效地放射来自电阻发热体的 热，可得到改善加热效率的效果。其结果可得到所加热的基板的均热性变良好 的效果。2) 由于电阻发热体形成为线圏状并埋设在支撑部件中，因此与由网板印 刷等的薄膜构成的电阻发热体比较，支撑部件中的电阻发热体的上侧部分和下 侧部分可靠结合。并且，由于电阻发热体形成为线圈状并呈三维状地发散热量， 因此与由网板印刷等的薄膜构成的电阻发热体比较，可以将热量有效地传递到 基板载置面。3) 由于电介质层含石灰量为100ppm以下比较小，因此体积电阻率变高。 从而，在作为库仑型静电卡盘采用的场合，可以提高载置在基板载置面上的基 板的装卸反应性。4) 由于电阻发热体的主要成分为铌，因此包含氧化铝的基体与上述电阻 发热体的热膨胀系数差变小。从而，在电阻加热器被加热的场合，能够大幅度 减少在电阻发热体的周围的部分与电阻发热体之间产生的热变形。其结果，对 于反复热循环，寿命长且不易破损，可得到长期可靠性高的带加热器静电卡盘。 附图说明图1是表示根据本专利技术的实施方式的带加热器静电卡盘的俯视图。 图2是图1的沿II-II线的剖视图。图3是从侧面看实施例所使用的均热性测定装置的剖视图。具体实施方式以下，说明本专利技术的实施方式。 对静电卡盘进行说明。图1是表示根据本专利技术的实施方式的带加热器静电卡盘的俯视图，图2是图i的沿n-n线的剖视图。如图1、 2所示，根据本专利技术的实施方式的带加热器静电卡盘1具备由 包含氧化铝的烧结体构成的基体3;埋设在该基体3中的上部侧的电极5;以 及埋设在基体3的下部侧的电阻发热体7。对基体进行说明。如图1及图2所示，上述基体3形成为圓盘状，基体3的上表面(表面) 形成为载置晶片等基板的基板载置面9。而且，从基体3中的电极5到上侧、 即从电极5到基板载置面9的部分形成为电介质层11。还有，从电极5到下 侧、即从电极5到基板3的下表面(背面)的部分形成为支撑部件13。由于上述电介质层11中的含碳量为100ppm以下较小，因此电介质层11 的体积电阻率变高。因此，在将本实施方式的带加热器静电卡盘l作为库仑型 采用的场合，可以提高载置在基板载置面9上的基板的装卸反应性。对电极进^f亍说明。如图1、 2所示，在基体3的上部侧埋设有直径比基体3小的圓板状的电 极5。该电极5主要成分为碳化钨，且包含5voP/。以上20vol。/。以下的氧化铝。 在此，电极5中的碳化钨的含量最好是70vol°/o ~ 95vol%。另夕卜，如图2所示，在基体3的径向中心部形成有从基体3的下表面向上 方延伸的容纳孔15,在该容纳孔15内配设有电极用供电部件21。该电极用供 电部件21的上端通过连接部件19与电极5连接，若从电极用供电部件21通 过连接部件19向电极5供给电力，则在基体3的电介质层11上产生静电吸附 力(库仑力)而在基体3的基板载置面9上吸附基板。电极5可以使用将包含氧化铝及碳化鴒的金属粉末的印刷糊料印刷成网 状、梳状、圆形等的电极。另外，电极5也可以使用金属网或沖孔金属。由于上述电极5主要成分为碳化钨，并且包含5voP/q以上20vo1。/q以下的 氧化铝，因此氧化铝部分三维地连接呈网状地贯通钨层，并与支撑部件13及 电介质层11的氧化铝结合。从而，与只用碳化钨制作电极的场合相比，电极 5与支撑部件13、及电极5与电介质层11的接合强度提高。虽然碳化钨不与 氧化铝反应，但是热膨胀系数比氧化铝小。因此，只用碳化钨形成的电极接合强度低，有可能因热循环而恶化。但是，通过在基体3中混合氧化铝，使电极 5的热膨胀系数接近氧化铝，可以提高长期可靠性。 对电阻发热体进行说明。电阻发热体7形成为线圏状，以铌作为主要成分。在此，电阻发热体7 中的铌的含量最好是95wt。/。以上。另外，在电阻发热体7中也可以包含铌以外 的其他金属成分，例如4白(Pt)。另外，如图2所示，电阻发热体7埋设在支撑部件13中，配置在比电极 5靠下侧。而且，形成有从基体3的下表面23向上方延伸的容纳孔17,在该 容纳孔17内配设有电阻发热体用供电部件25。该电阻发热体用供电部件25 的上端通过连接部件27与电阻发热体7连接。构成为，若从该电阻发热体用 供电部件25通过连接部件27向电阻发热体7供给电力，则电阻发热体7加热， 向载置在基板载置面9上的基板供给热量。本实施方式的电阻发热体7形成为线圈状并埋设在支撑部件13中。因此， 与由网板印刷等的薄膜构成的电阻发热体相比，可以牢固地结合支撑部件13 上的电阻发热体7的上侧部分29和下侧部分31 。由于电阻发热体7形成为线圈状并三维地放出热量，因此与网板印刷等的 薄膜相比，能够有效地将热传递到基板载置面9上。由于电阻发热体7包含柏 或铌，因此可减少与包含氧化铝的基体3的热膨胀系数的差异。支撑部件13中的含碳量为0.03 -0.25wt。/。较高。从而，该碳与铌成分反 应，在电阻发热体的表面形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带加热器静电卡盘，具备：由包含氧化铝的烧结体构成的基体，设在该基体中的上部侧的电极，以及埋设在基体中的下部侧的电阻发热体；上述基体包括从电极到基体上表面的电介质层和从电极到基体下表面的支撑部件，其特征在于，上述电介质层中的含碳量为１００ｐｐｍ以下，上述支撑部件中的含碳量为０．０３～０．２５ｗｔ％，上述电阻发热体形成为线圈状，且主要成分为铌。

【技术特征摘要】
JP 2006-7-19 2006-1967941.一种带加热器静电卡盘，具备由包含氧化铝的烧结体构成的基体，设在该基体中的上部侧的电极，以及埋设在基体中的下部侧的电阻发热体；上述基体包括从电极到基体上表面的电介质层和从电极到基体下表面的支撑...

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