[發(fā)明專(zhuān)利]氮化鋁燒結(jié)體、其制造方法和使用其的靜電卡盤(pán)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910224404.8
• 申請(qǐng)日: 2009-11-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101734924A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 寺谷直美;早瀨徹;勝田佑司
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 日本礙子株式會(huì)社
• 主分類(lèi)號(hào): C04B35/581
• 分類(lèi)號(hào): C04B35/581;C04B35/64;H01L21/683
• 代理公司: 北京銀龍知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11243
• 代理人: 鐘晶

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及氮化鋁燒結(jié)體、其制造方法和使用其的靜電卡盤(pán)

背景技術(shù)

以往，在半導(dǎo)體制造裝置中，為了固定晶片使用靜電卡盤(pán)。靜電卡盤(pán)具 有施加電壓的內(nèi)部電極和層疊在該內(nèi)部電極上的電介質(zhì)層，其構(gòu)成為在放置 有晶片的狀態(tài)下對(duì)內(nèi)部電極施加電壓時(shí)，在電介質(zhì)層和晶片之間產(chǎn)生靜電吸 附力。靜電卡盤(pán)有具有一個(gè)內(nèi)部電極的單極方式和隔開(kāi)1對(duì)(即，兩個(gè))內(nèi) 部電極而設(shè)置的雙極方式。單極方式的靜電卡盤(pán)通過(guò)對(duì)該內(nèi)部電極和設(shè)置在 靜電卡盤(pán)外部的外部電極之間施加電壓而產(chǎn)生靜電吸附力，雙極方式的靜電 卡盤(pán)通過(guò)對(duì)一對(duì)內(nèi)部電極施加電壓而產(chǎn)生靜電吸附力。作為這樣的靜電卡盤(pán) 已知有使用體積電阻率為10⁸～10¹²Ω·cm左右的作為電介質(zhì)，產(chǎn)生 Johnsen-Rahbek力而吸附晶片的Johnsen-Rahbek型。

作為Johnsen-Rahbek型材料例如可以利用專(zhuān)利文獻(xiàn)1、2公開(kāi)的氮化鋁 燒結(jié)體。即，專(zhuān)利文獻(xiàn)1中公開(kāi)有如下的氮化鋁燒結(jié)體，以氮化鋁為主成分， 換算成氧化物含有0.04mol％以上的釤，含氮化鋁相和釤-鋁氧化物層。另外， 專(zhuān)利文獻(xiàn)2中除了公開(kāi)了以氮化鋁為主成分，換算成氧化物含有0.03mol％以 上的銪，含氮化鋁層和銪-鋁氧化物層的氮化鋁燒結(jié)體之外，還進(jìn)一步公開(kāi)了 含釤的燒結(jié)體。

專(zhuān)利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2003-55052號(hào)公報(bào)

專(zhuān)利文獻(xiàn)2：日本特開(kāi)2004-262750號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

但是，專(zhuān)利文獻(xiàn)1的氮化鋁燒結(jié)體雖然實(shí)施例中大量記載了室溫體積電 阻率為1×10¹²Ω·cm以下、活化能(Ea)為0.4eV以下的燒結(jié)體，但是由于 釤是稀有元素，不能經(jīng)常順利的購(gòu)買(mǎi)到，因此希望開(kāi)發(fā)出即使不含釤也具有 同等性能的氮化鋁燒結(jié)體。關(guān)于這一點(diǎn)，雖然在專(zhuān)利文獻(xiàn)2的實(shí)施例1～6 中例示有不含釤的氮化鋁燒結(jié)體，但是要么室溫體積電阻率超過(guò)1×10¹²Ω·cm，要么活化能(Ea)超過(guò)0.6eV，因此與專(zhuān)利文獻(xiàn)1的燒結(jié)體相比，性 能要稍差。像這樣高的室溫體積電阻率，在靜電卡盤(pán)中使用時(shí)要么得不到高 的吸附力，要么在停止施加電壓時(shí)電荷不能迅速跑掉，而得不到高的脫附應(yīng) 答性，因此不優(yōu)選。另外，如果活化能(Ea)高，由于體積電阻率降低與溫 度上升的比例(傾向)大，Johnsen-Rahbek型所要求的體積電阻率在高溫時(shí) 會(huì)下降。因此，適用溫度范圍變窄而不優(yōu)選。

本發(fā)明是借鑒上述問(wèn)題而完成的發(fā)明，主要目的在于提供不含釤的氮化 鋁燒結(jié)體，具有與含釤的氮化鋁燒結(jié)體同等性能。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明者們?cè)谥鞒煞值牡X中混合氧化銪、氧化鋁 和氧化鈦，使用沒(méi)有混合釤化合物的粉末，制作成形體，熱壓燒成該成形體 時(shí)，發(fā)現(xiàn)可以得到與含釤的氮化鋁燒結(jié)體具有同等性能的燒結(jié)體，從而完成 本發(fā)明。

即，本發(fā)明的氮化鋁燒結(jié)體的制造方法包括：

(a)調(diào)制不含Sm化合物的混合粉末的工序，該混合粉末含有氮化鋁、 相對(duì)于氮化鋁100重量份的2～10重量份的氧化銪、相對(duì)于氧化銪的摩爾比 為2～10的氧化鋁和相對(duì)于氧化鋁的摩爾比為0.05～1.2的氧化鈦；

(b)使用所述混合粉末制作成形體的工序；

(c)燒成該成形體時(shí)，(1)在真空或惰性氣氛下，進(jìn)行熱壓燒成，或(2) 在真空或惰性氣氛下，進(jìn)行熱壓燒成后，以比燒成溫度高的溫度進(jìn)行退火處 理的工序。

另外，本發(fā)明的鋁燒結(jié)體是通過(guò)上述的氮化鋁燒結(jié)體的制造方法而制造 的燒結(jié)體，或者由這樣的燒結(jié)體構(gòu)成，即含有與EuAl₁₂O₁₉的峰相一致的連 續(xù)化的晶界相的同時(shí)，具有含與TiN的峰相一致的結(jié)晶相，還不含有來(lái)自Sm 結(jié)晶相，并且500V/mm的室溫體積電阻率為1×10⁸Ω·cm以上、1×10¹²Ω·cm 以下，且由室溫到300℃的體積電阻率的變化而求出的活化能(Ea)為0.3eV 以上、0.5eV以下。

進(jìn)一步，本發(fā)明的靜電卡盤(pán)是使用上述的氮化鋁而制作的靜電卡盤(pán)。