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公開番号2025133118
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-10
出願番号2025089201,2024547157
出願日2025-05-28,2024-02-29
発明の名称半導体製造装置用部材
出願人日本碍子株式会社
代理人アクシス国際弁理士法人
主分類H01L 21/683 20060101AFI20250903BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】複数のヒーター電極を備える半導体製造装置用部材においてジャンパー電極層の層数を低減する。
【解決手段】ウエハを載置可能な上面と、単一区画内に10個以上の端子が配列されている端子密集部と、ゾーニングされた複数のヒーター電極と、複数のジャンパー電極層とを有するセラミックス基板を備えている半導体製造装置用部材であって、各ジャンパー電極層は、絶縁体を介して電気的に分離された複数の平面状ジャンパー電極で構成されており、少なくとも一つの端子密集部において、当該端子密集部に配列されている全端子のうち70%以上の数の端子は、当該端子密集部の外周縁からの距離が自身より遠い他の端子が電気的に接続されている何れの平面状ジャンパー電極よりも上層に位置する平面状ジャンパー電極には電気的に接続されないという条件を満たしながら、上下方向に延びる第一ビアを介して所定の平面状ジャンパー電極に電気的に接続されている、半導体製造装置用部材。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
ウエハを載置可能な上面と、
単一区画内に１０個以上の端子が配列されている端子密集部と、
ゾーニングされた複数のヒーター電極と、
前記複数のヒーター電極と前記端子密集部の各端子とを電気的に接続し、絶縁体を介して上下方向に積層されている複数のジャンパー電極層と、
を有するセラミックス基板を備えている半導体製造装置用部材であって、
各ジャンパー電極層は、絶縁体を介して電気的に分離された複数の平面状ジャンパー電極で構成されており、
少なくとも一つの前記端子密集部において、当該端子密集部に配列されている全端子のうち７０％以上の数の端子は、当該端子密集部の外周縁からの距離が自身より遠い他の端子が電気的に接続されている何れの平面状ジャンパー電極よりも上層に位置する平面状ジャンパー電極には電気的に接続されないという条件を満たしながら、上下方向に延びる第一ビアを介して所定の平面状ジャンパー電極に電気的に接続されており、
前記複数の平面状ジャンパー電極はそれぞれ、上下方向に延びる第二ビアを介して前記複数のヒーター電極から選ばれる所定のヒーター電極の第一接続部に電気的に接続されている、
半導体製造装置用部材。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
少なくとも一つの前記端子密集部において、少なくとも一つの端子Ｔ
1
は当該端子密集部の外周縁からの距離が自身より遠い少なくとも一つの他の端子Ｔ
2
が電気的に接続されている平面状ジャンパー電極よりも上層に位置する平面状ジャンパー電極に電気的に接続されており、前記少なくとも一つの端子Ｔ
1
と前記外周縁の距離をＭ
1
（ｍｍ）とし、当該少なくとも一つの他の端子Ｔ
2
と外周縁の距離をＭ
2
（ｍｍ）とすると、式１：Ｍ
1
＜Ｍ
2
≦Ｍ
1
＋２がすべての端子Ｔ
1
に対して成立する請求項１に記載の半導体製造装置用部材。
【請求項３】
少なくとも一つの前記端子密集部において、当該端子密集部に配列されている全端子がそれぞれ、当該端子密集部の外周縁からの距離が自身より遠い他の端子が電気的に接続されている何れの平面状ジャンパー電極よりも上層に位置する平面状ジャンパー電極には電気的に接続されないという条件を満たしながら、上下方向に延びる第一ビアを介して所定の平面状ジャンパー電極に電気的に接続されている、
請求項１に記載の半導体製造装置用部材。
【請求項４】
各単一区画内の前記端子密集部を構成する１０個以上の端子に電気的に接続されている前記複数のジャンパー電極層のうち少なくとも一つのジャンパー電極層は、８～１２枚の平面状ジャンパー電極で構成されている請求項１又は２に記載の半導体製造装置用部材。
【請求項５】
各単一区画内の前記端子密集部を構成する１０個以上の端子に電気的に接続されている前記複数のジャンパー電極層の全層数をＡとすると、最下層からＮ番目（Ｎは１～Ａまでの自然数）のジャンパー電極層を構成する複数の平面状ジャンパー電極の数は、最下層からＮ－１番目のジャンパー電極層を構成する複数の平面状ジャンパー電極の数と同じであるかそれよりも少なく、且つ、最上層のジャンパー電極層を構成する複数の平面状ジャンパー電極の数は、最下層のジャンパー電極層を構成する複数の平面状ジャンパー電極の数よりも少ない請求項１又は２に記載の半導体製造装置用部材。
【請求項６】
各単一区画内の前記端子密集部を構成する１０個以上の端子に電気的に接続されている前記複数のジャンパー電極層のうち少なくとも一つのジャンパー電極層を構成する複数の平面状ジャンパー電極はそれぞれ、前記第一ビアの位置を頂点として同一角度で隣り合う二本の線分を構成要素とする平面形状を有する請求項１又は２に記載の半導体製造装置用部材。
【請求項７】
前記複数のヒーター電極はそれぞれ第二接続部を有しており、当該第二接続部はコモンジャンパーを介して接地用のコモン端子に接続されている請求項１又は２に記載の半導体製造装置用部材。
【請求項８】
前記コモンジャンパーは上下方向に延びる第三ビアを介して前記コモン端子に電気的に接続されており、前記第三ビアの径は前記第一ビアの径よりも大きい請求項７に記載の半導体製造装置用部材。
【請求項９】
各単一区画内の前記端子密集部を構成する１０個以上の端子に接続されている前記複数のジャンパー電極層の各ジャンパー電極層において、互いに隣接する平面状ジャンパー電極同士は線状の絶縁体を介して電気的に分離されており、当該線状の絶縁体は、異なるジャンパー電極層における何れの線状の絶縁体とも上下方向に線状に重ならない請求項１又は２に記載の半導体製造装置用部材。
【請求項１０】
各単一区画内の前記端子密集部を構成する１０個以上の端子に接続されている前記複数のジャンパー電極層のうち少なくとも一つのジャンパー電極層を構成する複数の平面状ジャンパー電極は何れも、同一層内で隣接する平面状ジャンパー電極との間隔が０．３ｍｍ以上である請求項１又は２に記載の半導体製造装置用部材。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体製造装置用部材に関する。
続きを表示（約 4,300 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、ウエハの保持、温度制御、搬送等のために用いられる半導体製造装置用部材が知られている。この種の半導体製造装置用部材はウエハ載置台、静電チャック、サセプタ等とも称されており、内蔵する電極に静電吸着用電力を印加し、ウエハを静電力によって吸着する機能を有するのが一般的である。
【０００３】
ウエハに対する処理はエッチングやＣＶＤなど多種多様であり、処理の種類によって最適なウエハの温度分布も異なる。このため、半導体製造装置用部材にはウエハの温度分布を制御する性能が求められる。このような要求に応えるべく、複数のヒーター電極を内蔵するセラミックス基板を備える多ゾーンヒータ付きの半導体製造装置用部材が知られている。
【０００４】
特開２０２１－０１５９３３号公報には、導電性材料により形成された複数のヒーター電極を有するヒーター電極層と、ヒーター電極層への給電のための複数のドライバ電極を有するドライバ電極層と、各種ビアとがセラミックス製の板状部材の内部に配置されることが記載されている。また、当該公報には、複数の給電パッドが板状部材の下面の位置決め用凹部に上下方向に略直交する方向に並んで配置されており、各給電パッドはビアを介して、ドライバ電極層のドライバ電極に電気的に接続されることが記載されている。当該公報の図面には、複数のドライバ電極が異なる高さ位置に配置されている様子が描かれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２１－０１５９３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような多ゾーンヒータ付きの半導体製造装置用部材において、より精密なウエハ処理に対応するために、ウエハの温度分布を制御する性能を高めることが要求されている。ウエハの温度分布を制御する性能を高めるためには、ヒーター電極の数を増やすことでゾーン数を増やすことが必要である。しかしながら、ヒーター電極の数を増やすに従って、ヒーター電極へ給電するためのドライバ電極（以下、本明細書では「ジャンパー電極」と称する。）の数も多くなる。ジャンパー電極の数が多くなるとジャンパー電極を多層化する必要が生じ、更にはその層数も多くなることから、セラミックス基板の製造工程が増加して半導体製造装置用部材の製造コストが上昇しやすいという問題がある。
【０００７】
上記事情に鑑み、本発明は一実施形態において、ゾーニングされた複数のヒーター電極を備える半導体製造装置用部材においてジャンパー電極層の層数を低減することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、以下に例示される本発明を創作した。
［態様１］
ウエハを載置可能な上面と、
単一区画内に１０個以上の端子が配列されている端子密集部と、
ゾーニングされた複数のヒーター電極と、
前記複数のヒーター電極と前記端子密集部の各端子とを電気的に接続し、絶縁体を介して上下方向に積層されている複数のジャンパー電極層と、
を有するセラミックス基板を備えている半導体製造装置用部材であって、
各ジャンパー電極層は、絶縁体を介して電気的に分離された複数の平面状ジャンパー電極で構成されており、
少なくとも一つの前記端子密集部において、当該端子密集部に配列されている全端子のうち７０％以上の数の端子は、当該端子密集部の外周縁からの距離が自身より遠い他の端子が電気的に接続されている何れの平面状ジャンパー電極よりも上層に位置する平面状ジャンパー電極には電気的に接続されないという条件を満たしながら、上下方向に延びる第一ビアを介して所定の平面状ジャンパー電極に電気的に接続されており、
前記複数の平面状ジャンパー電極はそれぞれ、上下方向に延びる第二ビアを介して前記複数のヒーター電極から選ばれる所定のヒーター電極の第一接続部に電気的に接続されている、
半導体製造装置用部材。
［態様２］
少なくとも一つの前記端子密集部において、少なくとも一つの端子Ｔ
1
は当該端子密集部の外周縁からの距離が自身より遠い少なくとも一つの他の端子Ｔ
2
が電気的に接続されている平面状ジャンパー電極よりも上層に位置する平面状ジャンパー電極に電気的に接続されており、前記少なくとも一つの端子Ｔ
1
と前記外周縁の距離をＭ
1
（ｍｍ）とし、当該少なくとも一つの他の端子Ｔ
2
と外周縁の距離をＭ
2
（ｍｍ）とすると、式１：Ｍ
1
＜Ｍ
2
≦Ｍ
1
＋２がすべての端子Ｔ
1
に対して成立する態様１に記載の半導体製造装置用部材。
［態様３］
少なくとも一つの前記端子密集部において、当該端子密集部に配列されている全端子がそれぞれ、当該端子密集部の外周縁からの距離が自身より遠い他の端子が電気的に接続されている何れの平面状ジャンパー電極よりも上層に位置する平面状ジャンパー電極には電気的に接続されないという条件を満たしながら、上下方向に延びる第一ビアを介して所定の平面状ジャンパー電極に電気的に接続されている、
態様１に記載の半導体製造装置用部材。
［態様４］
各単一区画内の前記端子密集部を構成する１０個以上の端子に電気的に接続されている前記複数のジャンパー電極層のうち少なくとも一つのジャンパー電極層は、８～１２枚の平面状ジャンパー電極で構成されている態様１～３の何れかに記載の半導体製造装置用部材。
［態様５］
各単一区画内の前記端子密集部を構成する１０個以上の端子に電気的に接続されている前記複数のジャンパー電極層の全層数をＡとすると、最下層からＮ番目（Ｎは１～Ａまでの自然数）のジャンパー電極層を構成する複数の平面状ジャンパー電極の数は、最下層からＮ－１番目のジャンパー電極層を構成する複数の平面状ジャンパー電極の数と同じであるかそれよりも少なく、且つ、最上層のジャンパー電極層を構成する複数の平面状ジャンパー電極の数は、最下層のジャンパー電極層を構成する複数の平面状ジャンパー電極の数よりも少ない態様１～４の何れかに記載の半導体製造装置用部材。
［態様６］
各単一区画内の前記端子密集部を構成する１０個以上の端子に電気的に接続されている前記複数のジャンパー電極層のうち少なくとも一つのジャンパー電極層を構成する複数の平面状ジャンパー電極はそれぞれ、前記第一ビアの位置を頂点として同一角度で隣り合う二本の線分を構成要素とする平面形状を有する態様１～５の何れかに記載の半導体製造装置用部材。
［態様７］
前記複数のヒーター電極はそれぞれ第二接続部を有しており、当該第二接続部はコモンジャンパーを介して接地用のコモン端子に接続されている態様１～６の何れかに記載の半導体製造装置用部材。
［態様８］
前記コモンジャンパーは上下方向に延びる第三ビアを介して前記コモン端子に電気的に接続されており、前記第三ビアの径は前記第一ビアの径よりも大きい態様７に記載の半導体製造装置用部材。
［態様９］
各単一区画内の前記端子密集部を構成する１０個以上の端子に接続されている前記複数のジャンパー電極層の各ジャンパー電極層において、互いに隣接する平面状ジャンパー電極同士は線状の絶縁体を介して電気的に分離されており、当該線状の絶縁体は、異なるジャンパー電極層における何れの線状の絶縁体とも上下方向に線状に重ならない態様１～８の何れかに記載の半導体製造装置用部材。
［態様１０］
各単一区画内の前記端子密集部を構成する１０個以上の端子に接続されている前記複数のジャンパー電極層のうち少なくとも一つのジャンパー電極層を構成する複数の平面状ジャンパー電極は何れも、同一層内で隣接する平面状ジャンパー電極との間隔が０．３ｍｍ以上である態様１～９の何れかに記載の半導体製造装置用部材。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一実施形態に係る半導体製造装置用部材によれば、ヒーター電極の数を増やすことでジャンパー電極を多層化したときのジャンパー電極の層数を低減することが可能となる。このため、ウエハの温度分布制御性能を高めた多ゾーンヒータ付きの半導体製造装置用部材を低コストで製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明の一実施形態に係る半導体製造装置用部材の模式的な縦断面図（半導体製造装置用部材の中心軸を含む面で切断したときの断面図）である。
図１の枠で囲まれた領域の模式的な部分拡大図である。
本発明の一実施形態に係る半導体製造装置用部材について、単一区画内にある端子密集部をセラミックス基板の下面側から観察した時の配置例１である。
配置例１に係る端子密集部の各端子がジャンパー電極層の最下層（１層目）から最上層（５層目）までの何れに接続されるかを例示的に示す図である。
本発明の一実施形態に係る半導体製造装置用部材について、単一区画内にある端子密集部をセラミックス基板の下面側から観察した時の配置例２である。
配置例２に係る端子密集部の各端子がジャンパー電極層の最下層（１層目）から最上層（５層目）までの何れに接続されるかを例示的に示す図である。
セラミックス基板のウエハ載置面である上面が円形であり、端子密集部の数が３であり、ジャンパー電極層の数が５であるときの、１層目から５層目までの各ジャンパー電極層を構成する複数の平面状ジャンパー電極の形状例と、コモンジャンパーの形状例を模式的に示す。
１層目から３層目までの各ジャンパー電極層の模式的な平面図である。
図５に例示する５層のジャンパー電極層を上方から仮想的に透視した時の模式図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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