加热装置制造方法及图纸

加热装置（1A）包括具有加热半导体W的加热面（9a）的基座部（9A）、设在加热面（9a）的外侧的环状部（6A）。环状部（6A）由以镁、铝、氧以及氮为主要成分的陶瓷材料构成，该陶瓷材料以氮氧化铝镁相为主相，且使用CuKα线时的XRD波峰至少出现在2θ=47～50°。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种加热半导体的装置。
技术介绍
在半导体制造中使用于干法工艺和等离子体涂层等的半导体制造装置中，作为蚀刻用和清洗用，使用的是反应性高的F、Cl等的卤素系等离子体。因此，安装于这种半导体制造装置的构件要求有高耐腐蚀性，一般使用实施过氧化铝膜处理的铝或哈司特镍合金等的高耐腐蚀金属或陶瓷构件。特别是支撑固定Si晶片的静电卡盘材料和加热器材料，由于必须有高耐腐蚀和低发尘性，使用的是氮化铝、氧化铝、蓝宝石等的高耐腐蚀陶瓷构件。由于这些材料会随着长时间使用而逐渐腐蚀，引起发尘，因此要求有更高耐腐蚀性的材料。为应对这种要求，有人研究了作为材料使用比氧化铝等更耐腐蚀的氧化镁或尖晶石(MgAl2O4)及它们的复合材料(例如专利文献1:专利第3559426号公报)。并且，已知一种用于加热晶片的陶瓷加热器。在这种陶瓷加热器中，要求加热器的均热性以能够均匀地加热晶片。例如，专利文献2 (特开平8-73280)公开了一种将电阻发热体埋设到氮化铝质陶瓷板中，并将氮化铝质的柄接合到板上的陶瓷加热器。在专利文献3 (特开2003-288975号公报)中，在带柄的加热器中，通过进一步地使电阻发热体中的金属碳化物的量减少，来减少电阻发热体各处的碳化物量的偏差并使加热面的温度分布变小。在基座上载置半导体晶片进行成膜的情况下，特别地半导体晶片的外周部处需要成膜均匀性。作为在半导体制造装置内保持Si晶片并进一步进行加温的构件，如上所述的AlN (氮化铝)制的陶瓷加热器作为现有技术被广泛使用。并且，作为等离子体刻蚀装置已知一种例如在真空处理箱内配置有兼作载置有基板的载置台的下部电极以及与该下部电极相对地配置的上部电极，向下部电极供给高频功率使其产生处理气体的等离子体的构成。并且还公开了:在这样构成的等离子体刻蚀装置中，为了提高基板的处理的面内均匀性，在下部电极上，包围基板的周围地设置聚焦环的构成(专利文献4:特开2011-71464，专利文献5:特开2011-108816，专利文献6:特开2004-311837)。进一步地还已知在聚焦环的内部设有感应发热部，通过由设在真空处理箱内的感应线圈产生的磁场来感应加热聚焦环。
技术实现思路
然而，在上述的技术中，半导体晶片外周部的膜厚容易变得不均匀，且，通过由腐蚀性气体进行的清洗腐蚀由AlN构成的基座表面，加热器表面的形状或粗糙度发生变化，由此，随着使用时间的变长晶片外周部的成膜量发生变化，无法保持成膜均匀性。对于聚焦环也有一样的问题。本专利技术的课题，在半导体的成膜所采 用的陶瓷加热装置中，改善晶片外周部的成膜均匀性，在卤素系腐蚀气体及其等离子体气氛下使用时也能长时间内保持半导体外周部的成膜均匀性。本专利技术作为包括具有加热半导体的加热面的基座部与设在加热面的外周的环状部的加热装置，其中，环状部由以镁、铝、氧以及氮为主要成分的陶瓷材料构成，该陶瓷材料以氮氧化铝镁相为主相，且使用CuK α线时的XRD波峰至少出现在2 Θ =47 50°。并且，本专利技术作为设置在具有加热半导体的加热面的基座上的环状部，其中，环状部由以镁、铝、氧以及氮为主要成分的陶瓷材料构成，该陶瓷材料以氮氧化铝镁相为主相，且使用CuK α线时的XRD波峰至少出现在2 Θ =47 50°。根据本专利技术，通过设有由上述陶瓷材料构成的环状部，能够使半导体的边缘以及其周边的等离子体的生成状态稳定化，并能够改善成膜均匀性。与此同时，上述陶瓷材料以氮氧化铝镁相作为主相，与氮化铝相比，对卤素系气体等的腐蚀性强的气体的耐腐蚀性优良。当通过该陶瓷材料形成基座的环状部时，即使在腐蚀气氛下长时间使用，也不易产生由腐蚀导致的表面状态的变化，其结果，可以在长时期内观察到良好的晶片上的温度均匀性。附图说明图1是实验例I的XRD解析图表。图2是实验例1、4的EPMA元素分布图。图3是实验例7的XRD解析图表。图4是实验例10的XRD解析图表。图5是概略地示出本专利技术的实施方式所涉及的加热装置IA的图。图6是概略地示出本 专利技术的实施方式所涉及的加热装置IB的图。图7是概略地示出本专利技术的实施方式所涉及的加热装置IC的图。图8是示意地示出本专利技术的实施方式所涉及的加热装置IB上的等离子体的状态的图。图9是概略地示出参考例的加热装置11的图。具体实施例方式以下，对本专利技术采用的新的陶瓷材料进行说明，然后对加热装置的构成进行说明。本专利技术者专心研究了通过使氧化镁、氧化铝与氮化铝的混合粉末成型后进行热压烧成而得到的陶瓷材料的耐腐蚀性，发现以在特定位置具有XRD波峰的氮氧化铝镁为主相的陶瓷材料显示出非常高的耐腐蚀性。即，本专利技术的陶瓷材料作为以镁、铝、氧及氮为主要成分的陶瓷材料，主相为使用CuK α线时的XRD波峰至少出现在2 Θ =47 50°的氮氧化铝镁相。本专利技术的陶瓷材料的耐腐蚀性与尖晶石相同或高于它。因此，本专利技术的基座能够长时期抵抗在半导体制造工艺中使用的反应性高的F、Cl等卤素系等离子体，能够降低来自该构件的发尘量。另外，即使在腐蚀气氛下长时间使用，也不易产生由腐蚀导致的表面状态的变化，其结果，在长时期内观察到良好的晶片上的温度均匀性。本专利技术的陶瓷材料，是以镁、铝、氧及氮为主要成分的陶瓷材料，主相为使用CuKa线时的XRD波峰至少出现在2 Θ =47 50°的氮氧化铝镁相。该氮氧化铝镁对卤素系等离子体的耐腐蚀性与尖晶石相同或更高，因此可认为以该氮氧化物为主相的本专利技术的陶瓷材料的耐腐蚀性也变高。此外，该氮氧化铝镁也可以具有与尖晶石相同的耐腐蚀性并且线热膨胀系数低于尖晶石。本专利技术的陶瓷材料，作为副相可以含有在氧化镁中固溶了氮化铝的MgO-AlN固溶体的结晶相。由于该MgO-AlN固溶体的耐腐蚀性也较高，因此作为副相也没有问题。该MgO-AlN固溶体的使用CuK α线时的(200)面及(220)面的XRD波峰出现在氧化镁的立方晶波峰与氮化铝的立方晶波峰之间的2 Θ =42.9 44.8°、62.3 65.2°，此外，(111)面的XRD波峰也可出现在氧化镁的立方晶波峰与氮化铝的立方晶波峰之间的2 Θ =36.9 39°。由于(111)面的波峰有时难以与其他结晶相的波峰区别，因此也可以是仅(200)面及(220)面的XRD波峰出现在上述范围。同样地，(200 )面或(220 )面的波峰有时也难以与其他结晶相的波峰区别。本专利技术的陶瓷材料为了得到与尖晶石相同或更高的耐腐蚀性，由于当包含AlN结晶相作为副相时，耐腐蚀性有降低的倾向，因而，优选AlN结晶相为少量，更加优选不包含有它。并且，尖晶石由于耐腐蚀性比氧化铝或AlN结晶高，因而，也可含有少量。但，尖晶石由于耐腐蚀性比本专利技术的氮氧化铝镁相以及MgO-AlN固溶体差，因而，优选其为较少量。另一方面，为了具有与尖晶石相同的耐腐蚀性并且使线热膨胀系数降低，也可以含有少量尖晶石或AlN结晶相。本专利技术的陶瓷材料，为了得到与尖晶石相同或更高的耐腐蚀性，原料粉末中的镁/铝的摩尔比优选在0.20以上2以下，镁/铝的摩尔比更加优选在0.75以上2以下。当镁/铝的摩尔比不足0.20，氮化铝、尖晶石、氧化铝中某个或某些的生成量变多，恐怕会丧失高耐腐蚀的特征。镁/铝的摩尔比超过2的话，MgO-AlN固溶体容易成为主相。另一方面，为了保持与尖晶石相同的耐本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：近藤畅之，渡边守道，神藤明日美，胜田祐司，佐藤洋介，矶田佳范，
申请(专利权)人：日本碍子株式会社，
类型：
国别省市：