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公開番号2025158073
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-16
出願番号2024210491
出願日2024-12-03
発明の名称セラミックサセプター
出願人日本碍子株式会社
代理人弁理士法人籾井特許事務所
主分類H01L 21/683 20060101AFI20251008BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】高温域における体積抵抗率の向上を図り得るセラミックサセプターを提供すること。
【解決手段】本発明の実施形態によるセラミックサセプターは、基板載置プレートを有している。該基板載置プレートは、窒化アルミニウムと、スピネルと、を含んでいる。該基板載置プレートにおける該窒化アルミニウムの含有割合は、95.0質量%以上99.9質量%以下である。該基板載置プレートにおける該スピネルの含有割合は、酸化物換算で0.1質量%以上1.0質量%以下である。該窒化アルミニウムは、多結晶構造を有している。該スピネルは、該窒化アルミニウムの結晶粒間の粒界に位置している。該スピネルの格子定数が、8.040Å以上8.110Å以下である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
窒化アルミニウムと、スピネルと、を含む基板載置プレートを有するセラミックサセプターであって、
前記基板載置プレートにおける前記窒化アルミニウムの含有割合が、９５．０質量％以上９９．９質量％以下であり、
前記基板載置プレートにおける前記スピネルの含有割合が、酸化物換算で０．１質量％以上１．０質量％以下であり、
前記窒化アルミニウムは、多結晶構造を有しており、
前記スピネルは、前記窒化アルミニウムの結晶粒間の粒界に位置し、
前記スピネルの格子定数が、８．０４０Å以上８．１１０Å以下である、セラミックサセプター。
続きを表示（約 460 文字）【請求項２】
前記基板載置プレートは、窒化チタンをさらに含む、請求項１に記載のセラミックサセプター。
【請求項３】
前記基板載置プレートにおける前記窒化チタンの含有割合は、酸化物換算で０．０１質量％以上１．０質量％以下である、請求項２に記載のセラミックサセプター。
【請求項４】
６００℃における前記基板載置プレートの体積抵抗率は、１．０×１０
９
Ω・ｃｍ以上である、請求項１から３のいずれかに記載のセラミックサセプター。
【請求項５】
前記基板載置プレートにおけるα－酸化アルミニウムの含有割合は、１．０質量％以下である、請求項１から３のいずれかに記載のセラミックサセプター。
【請求項６】
前記基板載置プレートに埋設されている内部電極を、さらに備える、請求項１から３のいずれかに記載のセラミックサセプター。
【請求項７】
前記内部電極が抵抗発熱体をさらに備える、請求項６に記載のセラミックサセプター。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミックサセプターに関する。
続きを表示（約 2,800 文字）【背景技術】
【０００２】
集積回路などの半導体デバイスの製造において、抵抗発熱体を備えるセラミックサセプターにより支持された半導体基板上に所望の薄膜を成膜することが知られている。
このようなセラミックサセプターとして、例えば、９０ｗｔ％以上の窒化アルミニウム相と、ＭｇＯ換算で０．５～３．０ｗｔ％のマグネシウムと、ＴｉＯ
２
換算で０．０５～０．５ｗｔ％のチタニウムと、を含有する焼結体を含むプレートを備えるサセプタが提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２３－０４７３１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、半導体デバイスの多層化が進行しており、半導体基板上に複数の薄膜が積層される場合がある。この場合、成膜温度を上昇させて複数の薄膜のそれぞれを薄厚化して、積層構造のトータルの厚みを小さくすることが望まれている。
しかし、このような成膜工程を特許文献１に記載のサセプタにより実施すると、薄膜による残留応力によって、半導体基板に反りが生じる場合がある。そこで、特許文献１に記載のサセプタに、さらに静電チャック（ＥＳＣ；ＥｌｅｃｔｒｉｃＳｔａｔｉｃＣｈｕｃｋ）機能を付与して、成膜工程における半導体基板の反りを抑制することが検討されている。
しかし、特許文献１に記載のサセプタにＥＳＣ電極を設けて、例えば６００℃以上の高温域の成膜工程を実施すると、プレートの体積抵抗率が低下し、ＥＳＣ電極からプレートに電流がリークするおそれがある。ＥＳＣ電極からプレートに電流がリークすると、半導体基板に対する静電チャック機能が不十分となり、成膜工程において半導体基板を安定して支持できない場合がある。
本発明の主たる目的は、高温域における体積抵抗率の向上を図り得るセラミックサセプターを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
［１］本発明の実施形態によるセラミックサセプターは、基板載置プレートを有している。該基板載置プレートは、窒化アルミニウムと、スピネルと、を含んでいる。該基板載置プレートにおける該窒化アルミニウムの含有割合は、９５．０質量％以上９９．９質量％以下である。該基板載置プレートにおける該スピネルの含有割合は、酸化物換算で０．１質量％以上１．０質量％以下である。該窒化アルミニウムは、多結晶構造を有している。該スピネルは、該窒化アルミニウムの結晶粒間の粒界に位置している。該スピネルの格子定数は、８．０４０Å以上８．１１０Å以下である。
［２］上記［１］に記載のセラミックサセプターにおいて、上記基板載置プレートは、窒化チタンをさらに含んでいてもよい。
［３］上記［２］に記載のセラミックサセプターにおいて、上記基板載置プレートにおける上記窒化チタンの含有割合は、酸化物換算で０．０１質量％以上１．０質量％以下であってもよい。
［４］上記［１］から［３］のいずれかに記載のセラミックサセプターにおいて、６００℃における上記基板載置プレートの体積抵抗率は、１．０×１０
９
Ω・ｃｍ以上であってもよい。
［５］上記［１］から［４］のいずれかに記載のセラミックサセプターにおいて、上記基板載置プレートにおけるα－酸化アルミニウムの含有割合は、１．０質量％以下であってもよい。
［６］上記［１］から［５］のいずれかに記載のセラミックサセプターは、上記基板載置プレートに埋設されている内部電極を、さらに備えていてもよい。
［７］上記［６］に記載のセラミックサセプターにおいて、上記内部電極は抵抗発熱体をさらに備えていてもよい。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の実施形態によれば、高温域における体積抵抗率が向上されたセラミックサセプターを実現し得る。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１は、本発明の１つの実施形態によるセラミックサセプターの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。また、図面は説明をより明確にするため、実施の形態に比べ、各部の幅、厚み、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。
【０００９】
Ａ．セラミックサセプターの概要
図１は、本発明の１つの実施形態によるセラミックサセプターの概略構成図である。
セラミックサセプター１００は、基板載置プレート１を備えている。基板載置プレート１は、任意の適切な形状を有し得る。基板載置プレート１は、好ましくは円板形状を有している。基板載置プレート１の厚みは、例えば５ｍｍ～５０ｍｍである。
基板載置プレート１は、半導体基板８が載置可能な載置面１ａを有している。載置面１ａは、代表的には、基板載置プレート１の厚み方向における一方面である。
【００１０】
１つの実施形態において、基板載置プレート１は、窒化アルミニウム（以下ＡｌＮとする）と、スピネルと、を含んでいる。言い換えれば、基板載置プレート１は、ＡｌＮ結晶相と、スピネル結晶相と、を含んでいる。基板載置プレート１におけるＡｌＮの含有割合は、９５．０質量％以上９９．９質量％以下である。基板載置プレート１におけるスピネルの含有割合は、酸化物換算で０．１質量％以上１．０質量％以下である。ＡｌＮは、多結晶構造を有している。スピネルは、ＡｌＮの結晶粒間の粒界に位置している。スピネルの格子定数は、８．０４０Å以上８．１１０Å以下である。
本発明者らは、ＡｌＮの含有割合が９５．０質量％以上である基板載置プレートに存在する微量のスピネルが、高温域（例えば６００℃以上）における基板載置プレートの体積抵抗率に影響することを発見した。そこで、スピネルの配置および結晶状態について鋭意検討した結果、特定の格子定数を有するスピネルをＡｌＮの結晶粒間の粒界に存在させることで、高温域における基板載置プレートの体積抵抗率の向上を図り得ることを見出した。
具体的には、格子定数が８．０４０Å以上８．１１０Å以下であるスピネルをＡｌＮの結晶粒間の粒界に存在させることにより、高温域における基板載置プレートの体積抵抗率の向上を図り得、かつ、高温域における基板載置プレートにおける体積抵抗率の低下を顕著に抑制し得る。
（【００１１】以降は省略されています）

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