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公開番号2025110062
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-28
出願番号2024003778
出願日2024-01-15
発明の名称半導体基板処理用基台、セラミックス基材、および製造方法
出願人日本特殊陶業株式会社
代理人弁理士法人i-MIRAI,個人,個人
主分類H01L 21/683 20060101AFI20250718BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】基板外周部でのイオンシースを調節でき、局所的なイオンシースの不均一やホットスポットの発生を抑制でき、剥離や反りが抑制することができる半導体基板処理用基台、セラミックス基材、およびその製造方法を提供する。
【解決手段】半導体基板処理用基台100であって、円盤状部材111および円環状部材115からなるセラミックス基材110と、円盤状部材の側面112に形成された導電膜120と、円環状部材115に形成された給電部材130と、円盤状絶縁部材141および円環状絶縁部材145からなるセラミックス絶縁部材140と、円盤状部材の一方の主面113側に設けられ、導電膜120と電気的に接続された第1のプラズマ発生部150と、円環状部材の一方の主面117側または円環状絶縁部材145の内部に設けられ、給電部材130と電気的に接続された第2のプラズマ発生部160と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
半導体基板処理用基台であって、
円盤状部材および前記円盤状部材の外側に配置される円環状部材からなるセラミックス基材と、
前記円盤状部材の側面に形成された導電膜と、
前記円環状部材に形成された給電部材と、
前記円盤状部材の一方の主面に形成された円盤状絶縁部材、および前記円環状部材の一方の主面に形成された円環状絶縁部材からなるセラミックス絶縁部材と、
前記円盤状部材の一方の主面側に設けられ、前記導電膜と電気的に接続された第１のプラズマ発生部と、
前記円環状部材の一方の主面側または円環状絶縁部材の内部に設けられ、前記給電部材と電気的に接続された第２のプラズマ発生部と、を備えることを特徴とする半導体基板処理用基台。
続きを表示（約 960 文字）【請求項２】
前記セラミックス基材は、熱伝導率が７０Ｗ／ｍＫ以上のセラミックスにより形成されることを特徴とする請求項１に記載の半導体基板処理用基台。
【請求項３】
前記セラミックス基材は、ＳｉＣを含有するセラミックスにより形成されることを特徴とする請求項１に記載の半導体基板処理用基台。
【請求項４】
前記セラミックス絶縁部材は、セラミックス焼結体またはセラミックス溶射膜により形成されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の半導体基板処理用基台。
【請求項５】
前記セラミックス絶縁部材は、セラミックス焼結体により形成され、
前記セラミックス絶縁部材は、前記セラミックス基材と有機接着剤により接着され、
前記有機接着剤の層の厚みは１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の半導体基板処理用基台。
【請求項６】
前記セラミックス絶縁部材は、ＡｌＮまたはＡｌ
２
Ｏ
３
を主成分とするセラミックスにより形成されることを特徴とする請求項４に記載の半導体基板処理用基台。
【請求項７】
前記円盤状絶縁部材は、静電吸着用電極が埋設された静電チャックであることを特徴とする請求項４に記載の半導体基板処理用基台。
【請求項８】
前記導電膜は、９９．８％以上の純度のＡｌ膜であることを特徴とする請求項４に記載の半導体基板処理用基台。
【請求項９】
前記セラミックス基材は、導電性セラミックスにより形成され、
前記第１のプラズマ発生部は、前記円盤状部材の一方の主面であり、
前記第２のプラズマ発生部は、前記円環状部材の一方の主面であることを特徴とする請求項１に記載の半導体基板処理用基台。
【請求項１０】
前記第１のプラズマ発生部は、前記円盤状部材の一方の主面側に形成された第２の導電膜であり、
前記第２のプラズマ発生部は、前記円環状部材の一方の主面側に形成された第３の導電膜であることを特徴とする請求項１に記載の半導体基板処理用基台。
（【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、半導体基板処理用基台、それに使用されるセラミックス基材、および製造方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体プロセス、特に高周波電力を用いたプラズマプロセスでは、従来、Ａｌ基台上にセラミックス基材が配置された半導体基板処理用基台が用いられてきた。セラミックス基材は電極を内蔵する場合があり、その場合一般に電極への給電端子がセラミックス基材に設けられている。
【０００３】
このような基台に基板（ウエハ）を載せてプラズマプロセスを行うと、基板外周付近でイオンシースが不均一になる。そのため円環状のフォーカスリングを基板の外縁部外側に同心状に配置して、イオンシースの不均一性を抑制することが行われてきた。
【０００４】
特許文献１には、第２の載置台は、フォーカスリングが載置される載置面に沿って内部にコイルが設けられ、第３のＲＦ電源は、コイルに高周波電圧を印加し、電源制御部は、フォーカスリングの消耗度合いに応じて、コイルに印加される高周波電圧のパワーが増加されるよう第３のＲＦ電源を制御するプラズマ処理装置、プラズマ処理方法、及びプラズマ処理プログラムが開示されている。
【０００５】
特許文献２には、内部の電極にＲＦ電圧が印加される静電チャックとして、ＲＦ電流による電極の温度上昇の影響が小さく、これによりウエハへの絶縁膜成膜時の成膜速度分布が向上する静電チャックの構造を提供することを目的として、電極上のＲＦ電圧給電点を被吸着物接触面の外に置いて電極温度の影響を小さくするか、給電点を２個所以上の複数点として、１給電点当たりのＲＦ電流を小さくすること、これらをより容易に実現するため、電極をＲＦ導入用と吸着用との２層構造とし、両者を導体で接続して導体位置を吸着用電極のＲＦ電圧給電点とする静電チャックが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１８－２０６９８９号公報
特開平６－７７３０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
昨今、プラズマプロセスが大熱量化し、基台に大電力が投入されるようになってきた。その結果、高周波電流がセラミックス基材に設けられた給電端子に集中し、給電端子付近の温度やイオンシースが局所的に不均一になっていた。同時に、Ａｌ基台とセラミック基材間のＣＴＥ差により基台とセラミックス基材間で剥離が発生したり、基台の反りが大きくなりすぎたりしてプロセスに支障が生じるようになってきた。
【０００８】
そこで、（１）フォーカスリング領域のイオンシースを基板領域のイオンシースに対して調節可能であること。（２）高周波電流用の給電端子を用いないこと。（３）プロセスの大熱量の入熱に対し安定した構造であること、を同時に充足する基台が要望されてきた。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、基板外周部でのイオンシースを調節でき、従来の給電端子に起因する局所的なイオンシースの不均一やホットスポットの発生を抑制でき、セラミックス絶縁部材のセラミックス基材からの剥離や反りが抑制され、安定した構造とすることができる半導体基板処理用基台、セラミックス基材、およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）上記の目的を達成するため、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明の適用例の半導体基板処理用基台は、半導体基板処理用基台であって、円盤状部材および前記円盤状部材の外側に配置される円環状部材からなるセラミックス基材と、前記円盤状部材の側面に形成された導電膜と、前記円環状部材に形成された給電部材と、前記円盤状部材の一方の主面に形成された円盤状絶縁部材、および前記円環状部材の一方の主面に形成された円環状絶縁部材からなるセラミックス絶縁部材と、前記円盤状部材の一方の主面側に設けられ、前記導電膜と電気的に接続された第１のプラズマ発生部と、前記円環状部材の一方の主面側または円環状絶縁部材の内部に設けられ、前記給電部材と電気的に接続された第２のプラズマ発生部と、を備えることを特徴としている。
（【００１１】以降は省略されています）

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