[發明專利]加熱裝置

有效

• 申請號: 201180051175.X
• 申請日: 2011-10-11
• 公開（公告）號: CN103180267A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 近藤暢之;渡邊守道;神藤明日美;勝田祐司;佐藤洋介;磯田佳范
• 申請（專利權）人: 日本礙子株式會社
• 主分類號: C04B35/581
• 分類號: C04B35/581;C04B35/04;H01L21/3065;H01L21/31
• 代理公司: 上海市華誠律師事務所 31210
• 代理人: 徐曉靜

技術領域

本發明涉及一種加熱半導體的裝置。

背景技術

在半導體制造中使用于干法工藝和等離子體涂層等的半導體制造裝置中，作為蝕刻用和清洗用，使用的是反應性高的F、Cl等的鹵素系等離子體。因此，安裝于這種半導體制造裝置的構件要求有高耐腐蝕性，一般使用實施過氧化鋁膜處理的鋁或哈司特鎳合金等的高耐腐蝕金屬或陶瓷構件。特別是支撐固定Si晶片的靜電卡盤材料和加熱器材料，由于必須有高耐腐蝕和低發塵性，使用的是氮化鋁、氧化鋁、藍寶石等的高耐腐蝕陶瓷構件。由于這些材料會隨著長時間使用而逐漸腐蝕，引起發塵，因此要求有更高耐腐蝕性的材料。為應對這種要求，有人研究了作為材料使用比氧化鋁等更耐腐蝕的氧化鎂或尖晶石（MgAl₂O₄）及它們的復合材料（例如專利文獻1：專利第3559426號公報）。

并且，已知一種用于加熱晶片的陶瓷加熱器。在這種陶瓷加熱器中，要求加熱器的溫度均勻性以能夠均勻地加熱晶片。例如，專利文獻2（特開平8-73280）公開了一種將電阻發熱體埋設到氮化鋁質陶瓷板中，并將氮化鋁質的柄接合到板上的陶瓷加熱器。在專利文獻3（特開2003-288975號公報）中，在帶柄的加熱器中，通過進一步地使電阻發熱體中的金屬碳化物的量減少，來減少電阻發熱體各處的碳化物量的偏差并使加熱面的溫度分布變小。

發明內容

通常，半導體制造工藝為了防止晶片的污染，將鹵素系氣體等腐蝕性強的氣體用于裝置清洗。并且，為了在晶片上均勻進行地成膜，要求晶片上的溫度均勻性。作為在半導體制造裝置內保持Si晶片并進一步地進行加溫的構件，AlN（氮化鋁）制的陶瓷加熱器作為既有技術被廣泛應用，在使用初期能夠顯示出了良好的晶片上的溫度均勻性。然而，由于由腐蝕性氣體進行的清洗，AlN被腐蝕，加熱器表面的形狀或粗糙度變化，由此，就有了隨著使用期間的經過溫度分布發生變化，溫度均勻性無法保持的問題。

本發明的課題在于，在使用于半導體處理的陶瓷加熱裝置中，減少在鹵素系腐蝕性氣體或其等離子體氣氛下使用時的粒子，并且在長時期內能夠保持良好的溫度均勻性。

本發明作為包括具有加熱半導體的加熱面的基座的加熱裝置，

基座包括板狀主體部與面向加熱面的表面耐腐蝕層，表面耐腐蝕層由以鎂、鋁、氧以及氮為主要成分的陶瓷材料構成，該陶瓷材料以氮氧化鋁鎂相為主相，且使用CuKα線時的XRD波峰至少出現在2θ=47～50°。

本發明的陶瓷材料以氮氧化鋁鎂相作為主相，與氮化鋁相比，對鹵素系氣體等的腐蝕性強的氣體的耐腐蝕性優良。若由該陶瓷材料形成基座的表面耐腐蝕層，即使在腐蝕環境下長時間使用，也不易產生由腐蝕導致的表面狀態的變化，其結果，可以在長時期內觀察到良好的晶片上的溫度均勻性。

并且，板狀主體部可以由與所述陶瓷材料不同的熱傳導性更高的材質來形成，由此，通過促進基座的平面方向的熱傳導，能夠更進一步提高晶片上溫度均勻性。

附圖說明

圖1是實驗例1的XRD解析圖表。

圖2是實驗例1、4的EPMA元素分布圖。

圖3是實驗例7的XRD解析圖表。

圖4是實驗例10的XRD解析圖表。

圖5是概略地示出參考方式所涉及的加熱裝置的剖面圖。

圖6是概略地示出參考方式所涉及的加熱裝置的外觀的主視圖。

圖7是概略地示出本發明的實施方式所涉及的加熱裝置11A的剖面圖。

圖8是概略地示出本發明的實施方式所涉及的加熱裝置11A的外觀的主視圖。

圖9是概略地示出本發明的實施方式所涉及的加熱裝置11B的剖面圖。

圖10是概略地示出本發明的實施方式所涉及的加熱裝置11C的剖面圖。

圖11是概略地示出本發明的實施方式所涉及的加熱裝置11D的剖面圖。

圖12是示出本發明的實施方式所涉及的加熱裝置的制造方法的流程圖。

具體實施方式

以下，對本發明采用的新的陶瓷材料進行說明，然后對加熱裝置的構成進行說明。

[陶瓷材料]

本發明者專心研究了通過使氧化鎂、氧化鋁與氮化鋁的混合粉末成型后進行熱壓燒成而得到的陶瓷材料的耐腐蝕性，發現以在特定位置具有XRD波峰的氮氧化鋁鎂為主相的陶瓷材料顯示出非常高的耐腐蝕性。

即，本發明的陶瓷材料作為以鎂、鋁、氧及氮為主要成分的陶瓷材料，主相為使用CuKα線時的XRD波峰至少出現在2θ=47～50°的氮氧化鋁鎂相。