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公開番号2025178461
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-12-05
出願番号2025165768,2024541275
出願日2025-10-01,2024-02-22
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 20060101AFI20251128BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】従来とは異なる放電抑制技術が採用された半導体製造装置用部材を提供する。
【解決手段】ウエハを載置するための上面及び下面を有するセラミックス基板と、前記セラミックス基板を上下方向に貫通するプラグ配置穴と、前記プラグ配置穴に埋め込まれているプラグとを備える半導体製造装置用部材であって、前記プラグは、緻密体で構成されており、前記上面側に露出する上端面、前記下面側に露出する下端面、及び、当該上端面に設けられた上端開口から、当該緻密体の内部を貫通して、当該下端面に設けられた下端開口まで延びるガス流路を有し、前記上端開口から前記ガス流路の表面までの上下方向の最大高さD₁と、前記下端開口から前記ガス流路の表面までの上下方向の最大高さD₂は、D₁<D₂の関係を満たす、半導体製造装置用部材。
【選択図】図1-4
特許請求の範囲【請求項１】
ウエハを載置するための上面及び下面を有するセラミックス基板と、前記セラミックス基板を上下方向に貫通するプラグ配置穴と、前記プラグ配置穴に埋め込まれているプラグとを備える半導体製造装置用部材であって、
前記プラグは、緻密体で構成されており、前記上面側に露出する上端面、前記下面側に露出する下端面、及び、当該上端面に設けられた上端開口から、当該緻密体の内部を貫通して、当該下端面に設けられた下端開口まで延びるガス流路を有し、
前記上端開口から前記ガス流路の表面までの上下方向の最大高さＤ
1
と、前記下端開口から前記ガス流路の表面までの上下方向の最大高さＤ
2
は、Ｄ
1
＜Ｄ
2
の関係を満たす、
半導体製造装置用部材。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
０．１≦Ｄ
1
／Ｄ
2
≦０．９の関係を満たす請求項１に記載の半導体製造装置用部材。
【請求項３】
前記最大高さＤ
1
が１０～３００μｍである請求項１又は２に記載の半導体製造装置用部材。
【請求項４】
前記最大高さＤ
2
が５０～５００μｍである請求項１又は２に記載の半導体製造装置用部材。
【請求項５】
上下方向に座標軸を取り、前記プラグの前記上端面における座標値を０、前記下端面における座標値をＨとすると、少なくとも０．５×Ｈから１．０×Ｈまでの座標値の範囲において、前記ガス流路の上下方向の高さＤが、Ｄ≧１．５Ｄ
1
の関係を満たす請求項１又は２に記載の半導体製造装置用部材。
【請求項６】
少なくとも座標値０から０．1×Ｈ未満の座標値の範囲において、前記ガス流路の上下方向の高さＤが、Ｄ
1
≦Ｄ＜１．５Ｄ
1
の関係を満たす請求項５に記載の半導体製造装置用部材。
【請求項７】
前記プラグは複数の前記ガス流路を有し、複数の前記ガス流路のすべてについて、Ｄ
1
＜Ｄ
2
の関係を満たす請求項１又は２に記載の半導体製造装置用部材。
【請求項８】
前記プラグの緻密体で構成される部分の破壊靭性値（ＫＩＣ）が、前記セラミックス基板の破壊靭性値（ＫＩＣ）よりも大きい請求項１又は２に記載の半導体製造装置用部材。
【請求項９】
ウエハを載置するための上面及び下面を有するセラミックス基板と、前記セラミックス基板を上下方向に貫通するプラグ配置穴と、前記プラグ配置穴に埋め込まれているプラグとを備える半導体製造装置用部材であって、
前記プラグは、緻密体で構成されており、前記上面側に露出する上端面を有する上端部、前記下面側に露出する下端面、及び、当該上端部の側面に設けられた側面開口から、当該緻密体の内部を貫通して、当該下端面に設けられた下端開口まで延びるガス流路を有する、
半導体製造装置用部材。
【請求項１０】
ウエハを載置するための前記上面に凹部が形成されており、前記プラグの前記上端部は、前記側面開口が露出するように、当該凹部の底面から突出している請求項９に記載の半導体製造装置用部材。
（【請求項１１】以降は省略されています）
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 2,500 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り、ウエハ載置面と吸着対象物であるウエハの間にガスを流すことでウエハの温度を制御する機能を有するものも知られている。
【０００３】
半導体製造装置用部材として、例えば、ウエハを載置するための上面を有するセラミックス基板と、セラミックス基板を上下方向に貫通するガス通過部と、セラミックス基板の下面に接合された導電性のベースプレートを備えるものが知られている。ウエハ処理時には、ヘリウムガス等の冷却ガスがガス通過部を通ってウエハ裏面に導入される。
【０００４】
このような半導体製造装置用部材においては、ウエハと大きな電位差が生じることがあり、ガス通過部を介してウエハとベースプレートとの間で放電（絶縁破壊）が生じることがある。このため、放電を抑制するために、ガス通過部にプラグを配置する技術が種々検討されてきた。プラグは多孔質部材で構成されることが多い。プラグがない場合、例えばＲＦ電圧の印加によってガス分子が電離するのに伴って生じた電子が加速して別のガス分子に衝突することによりグロー放電ひいてはアーク放電が起きるが、プラグがあると、電子が別のガス分子に衝突する前にプラグに当たるため放電が抑制される。
【０００５】
特許文献１には、屈曲しながら緻密質の本体部を厚み方向に貫通するガス流路部を有するプラグが提案されている。また、ガス流路部の全長のうちの少なくとも一部の区間を絶縁性かつ通気性の多孔質とすることも提案されている。
【０００６】
特許文献２には、吸着の対象物を載置する第１主面と前記第１主面とは反対側の第２主面とを有するセラミックス誘電体基板と、前記セラミックス誘電体基板を支持し、ガス導入路を有するベースプレートと、前記ベースプレートと前記セラミックス誘電体基板の前記第１主面との間であって、前記ガス導入路と対向する位置に設けられた第１多孔質部と、を備え、前記セラミックス誘電体基板は、前記第１主面と、前記第１多孔質部との間に位置する第１孔部を有し、前記第１多孔質部は、複数の孔を有する多孔部と、前記多孔部よりも緻密な第１緻密部と、を有し、前記ベースプレートから前記セラミックス誘電体基板へ向かう第１方向に対して垂直な平面に投影したときに、前記第１緻密部と前記第１孔部とは重なり、前記多孔部と第１孔部とは重ならないように構成されることを特徴とする静電チャックが開示されている。
【０００７】
特許文献３には、吸着の対象物を載置する第１主面と前記第１主面とは反対側の第２主面とを有するセラミックス誘電体基板と、前記セラミックス誘電体基板を支持し、ガス導入路を有するベースプレートと、前記ベースプレートと前記セラミックス誘電体基板の前記第１主面との間であって、前記ガス導入路と対向する位置に設けられた第１多孔質部と、を備え、前記第１多孔質部は、複数の孔を有する複数の疎部分と、前記疎部分の密度よりも高い密度を有する密部分と、を有し、前記複数の疎部分のそれぞれは、前記ベースプレートから前記セラミックス誘電体基板へ向かう第１方向に延び、前記密部分は、前記複数の疎部分同士の間に位置し、前記疎部分は、前記孔と、前記孔との間に設けられた壁部を有し、前記第１方向に略直交する第２方向において、前記壁部の寸法の最小値は、前記密部分の寸法の最小値よりも小さいことを特徴とする静電チャックが記載されている。
【０００８】
特許文献４には、異常放電の発生を低減しつつ、対象物の温度を高い精度で制御可能な保持装置を提供することを課題とした発明が記載されている。具体的には、対象物を保持する第１表面と前記第１表面の反対側に位置する第２表面とを有するセラミックス基板と、前記セラミックス基板の前記第２表面側に配されるベース部材であって、前記セラミックス基板の反対側に位置する第３表面を有するベース部材と、前記セラミックス基板と前記ベース部材との間に配される接合材と、を備え、（１）前記セラミックス基板及び前記ベース部材には、前記第１表面に設けられた流出孔と前記第３表面に設けられた流入孔との間を流体が移動可能に連通させる流路が形成され、又は、（２）前記セラミックス基板には、前記第１表面に設けられた流出孔と前記第２表面に設けられた流入孔との間を流体が移動可能に連通させる流路が形成され、前記流路には、多孔セラミックス領域が設けられており、前記多孔セラミックス領域は、疎領域と、前記疎領域よりも低い空隙率を有し前記疎領域よりも前記第１表面側に配される密領域と、を備える保持装置が記載されている。
【０００９】
特許文献５では、ウエハ載置台において、セラミックスプレートの貫通孔内に配置された絶縁性の第１多孔質部と、ベースプレートのうちセラミックスプレート側に設けられた凹部に第１多孔質部と対向するように嵌め込まれた絶縁性の第２多孔質部と、が設けられている。ガス導入路に供給されたガスは、第２多孔質部及び第１多孔質部を通過してウエハ載置面とウエハとの間の空間に流入し、対象物の冷却に用いられる。第１多孔質部及び第２多孔質部が存在することで、ガス導入通路からウエハ載置面までのガスの流量を確保しつつ、ウエハを処理する際のプラズマに起因する放電（アーク放電）の発生を抑制できると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
特開２０２２－１１９３３８号公報
特開２０２２－３１３３３号公報
特開２０１９－１６５１９４号公報
特開２０２２－１７６７０１号公報
特開２０２０－７２２６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
（【００１１】以降は省略されています）

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