JP2001044266A - 半導体ウェハ保持具 - Google Patents
半導体ウェハ保持具Info
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- JP2001044266A JP2001044266A JP21196399A JP21196399A JP2001044266A JP 2001044266 A JP2001044266 A JP 2001044266A JP 21196399 A JP21196399 A JP 21196399A JP 21196399 A JP21196399 A JP 21196399A JP 2001044266 A JP2001044266 A JP 2001044266A
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- wafer
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体ウェハの保持面積が小さくても保持す
ることが可能であり、かつパーティクル発生を抑制する
ことができる半導体ウェハ保持具を提供すること。 【解決手段】 希土類酸化物を含むセラミックス焼結体
からなり、かつ誘電率が２０以下であり、リング状の本
体２と、本体から内側へ突出して設けられ、半導体ウェ
ハの周縁部を保持する保持部３とを有し、保持部３の突
出長さＡが１〜４ｍｍであり、保持部３の半導体ウェハ
４保持面の基端側から先端側へ向かう線と水平面との角
度Ｂが０．３度以上１．５度以下である。
ることが可能であり、かつパーティクル発生を抑制する
ことができる半導体ウェハ保持具を提供すること。 【解決手段】 希土類酸化物を含むセラミックス焼結体
からなり、かつ誘電率が２０以下であり、リング状の本
体２と、本体から内側へ突出して設けられ、半導体ウェ
ハの周縁部を保持する保持部３とを有し、保持部３の突
出長さＡが１〜４ｍｍであり、保持部３の半導体ウェハ
４保持面の基端側から先端側へ向かう線と水平面との角
度Ｂが０．３度以上１．５度以下である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置に
より各種プラズマプロセス等を行う際に半導体ウェハを
保持する半導体ウェハ保持具に関する。
より各種プラズマプロセス等を行う際に半導体ウェハを
保持する半導体ウェハ保持具に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスの製造においては、エッ
チングや成膜等、ＣＦ４やＣｌ２等の腐食ガスのプラズ
マを用いる工程が存在する。これらの工程を実施するた
めの半導体製造装置に用いられる部材の一つとして、ス
テージ上で半導体ウェハを保持するための半導体ウェハ
保持具がある。半導体ウエハ処理においては１枚のウエ
ハから製造される半導体チップ数が生産コスト上重要で
あり、ウェハ外周部から数ｍｍ程度まで有効に活用して
いくことが特に重要となってきている。半導体ウェハを
有効に活用するためには、ウェハ保持部を小さくし、か
つウェハ温度の均一化を図り、ウェハ外周部まで均一な
処理条件（プラズマ条件）にすることが必要とされてい
る。ウエハ温度の均一化のためには保持したウェハの裏
面から定温Ｈｅガス等を吹き付けること等が行われてい
る。
チングや成膜等、ＣＦ４やＣｌ２等の腐食ガスのプラズ
マを用いる工程が存在する。これらの工程を実施するた
めの半導体製造装置に用いられる部材の一つとして、ス
テージ上で半導体ウェハを保持するための半導体ウェハ
保持具がある。半導体ウエハ処理においては１枚のウエ
ハから製造される半導体チップ数が生産コスト上重要で
あり、ウェハ外周部から数ｍｍ程度まで有効に活用して
いくことが特に重要となってきている。半導体ウェハを
有効に活用するためには、ウェハ保持部を小さくし、か
つウェハ温度の均一化を図り、ウェハ外周部まで均一な
処理条件（プラズマ条件）にすることが必要とされてい
る。ウエハ温度の均一化のためには保持したウェハの裏
面から定温Ｈｅガス等を吹き付けること等が行われてい
る。
【０００３】このような半導体ウェハ保持具としては、
従来、石英ガラスやアルミナが多く用いられている。
従来、石英ガラスやアルミナが多く用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】石英ガラスは高純度部
材が得られること、構成元素中の金属がＳｉでありチャ
ンバー内を汚染しないことから半導体製造装置用プロセ
スパーツとして多用されているが、強度、剛性率の面か
らウェハ保持部の面積を小さくすることは困難である。
さらにプラズマによる腐蝕が著しく、腐蝕による部品の
破損が生じやすいため、部品交換のため頻繁に装置を止
める必要があり、デバイスの生産効率低下を引き起こし
ている。一方、アルミナセラミックスは石英ガラスより
は耐食性が高いものの、ガラス相が優先的に腐蝕されや
すいため脱粒をおこし、パーティクルの原因となる。さ
らにウェハ保持部の腐蝕が進行することにより半導体ウ
ェハを均一に保持することが困難となっている。
材が得られること、構成元素中の金属がＳｉでありチャ
ンバー内を汚染しないことから半導体製造装置用プロセ
スパーツとして多用されているが、強度、剛性率の面か
らウェハ保持部の面積を小さくすることは困難である。
さらにプラズマによる腐蝕が著しく、腐蝕による部品の
破損が生じやすいため、部品交換のため頻繁に装置を止
める必要があり、デバイスの生産効率低下を引き起こし
ている。一方、アルミナセラミックスは石英ガラスより
は耐食性が高いものの、ガラス相が優先的に腐蝕されや
すいため脱粒をおこし、パーティクルの原因となる。さ
らにウェハ保持部の腐蝕が進行することにより半導体ウ
ェハを均一に保持することが困難となっている。
【０００５】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、半導体ウェハの保持面積が小さくても保持す
ることが可能であり、かつパーティクル発生を抑制する
ことができる半導体ウェハ保持具を提供することを目的
とする。
であって、半導体ウェハの保持面積が小さくても保持す
ることが可能であり、かつパーティクル発生を抑制する
ことができる半導体ウェハ保持具を提供することを目的
とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、希土類酸化物を含むセラミックス焼結体
からなり、かつ誘電率が２０以下であり、リング状の本
体と、本体から内側へ突出して設けられ、半導体ウェハ
の周縁部を保持する保持部とを有し、前記保持部の突出
長さが１〜４ｍｍであり、前記保持部の半導体ウェハ保
持面の基端側から先端側へ向かう線と水平面との角度が
０．３度以上１．５度以下であることを特徴とする半導
体ウェハ保持具を提供する。
に、本発明は、希土類酸化物を含むセラミックス焼結体
からなり、かつ誘電率が２０以下であり、リング状の本
体と、本体から内側へ突出して設けられ、半導体ウェハ
の周縁部を保持する保持部とを有し、前記保持部の突出
長さが１〜４ｍｍであり、前記保持部の半導体ウェハ保
持面の基端側から先端側へ向かう線と水平面との角度が
０．３度以上１．５度以下であることを特徴とする半導
体ウェハ保持具を提供する。
【０００７】本発明によれば、半導体ウェハ保持具を石
英ガラスよりも強度および剛性率の高い希土類酸化物を
含むセラミックス焼結体で形成し、かつ保持部を所定の
形状にしたので、半導体ウェハの保持面積を低減するこ
とができ、半導体ウェハの有効活用を図ることができ
る。また、このように希土類酸化物を含むセラミックス
焼結体からなり、誘電率が２０以下であるので、腐蝕さ
れ難いとともに、反応生成物が堆積されにくく、これら
に起因するパーティクルの発生を抑制することができ
る。したがって、装置の連続運転が可能となり、生産効
率の向上を実現することができる。
英ガラスよりも強度および剛性率の高い希土類酸化物を
含むセラミックス焼結体で形成し、かつ保持部を所定の
形状にしたので、半導体ウェハの保持面積を低減するこ
とができ、半導体ウェハの有効活用を図ることができ
る。また、このように希土類酸化物を含むセラミックス
焼結体からなり、誘電率が２０以下であるので、腐蝕さ
れ難いとともに、反応生成物が堆積されにくく、これら
に起因するパーティクルの発生を抑制することができ
る。したがって、装置の連続運転が可能となり、生産効
率の向上を実現することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明について具体的に説
明する。本発明の半導体ウェハ保持具は、誘電率２０以
下の希土類酸化物を含むセラミックス焼結体からなり、
リング状の本体と、本体から内側へ突出して設けられ、
半導体ウェハの周縁部を保持する保持部とを有し、前記
保持部の突出長さが１〜４ｍｍであり、前記保持部の半
導体ウェハ保持面の基端側から先端側へ向かう線と水平
面との角度が０．３度以上１．５度以下である。
明する。本発明の半導体ウェハ保持具は、誘電率２０以
下の希土類酸化物を含むセラミックス焼結体からなり、
リング状の本体と、本体から内側へ突出して設けられ、
半導体ウェハの周縁部を保持する保持部とを有し、前記
保持部の突出長さが１〜４ｍｍであり、前記保持部の半
導体ウェハ保持面の基端側から先端側へ向かう線と水平
面との角度が０．３度以上１．５度以下である。
【０００９】このように半導体ウェハ保持具を希土類酸
化物を含むセラミックス焼結体で構成することにより優
れた耐食性が得られ、石英ガラスのような腐蝕の問題
や、アルミナセラミックスのような腐蝕による脱粒に伴
うパーティクルの問題を解消することができる。希土類
酸化物を含むセラミックス焼結体としては、Ｙ２Ｏ３、
Ｄｙ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３のような希土類酸化物単独の焼
結体であってもよいし、ＹＡｌＯ３、Ｙ４Ａｌ２Ｏ９、
Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２（イットリウム−アルミニウム−ガー
ネット）等の複合酸化物であってもよい。また、これら
に添加物、例えばＳｉＯ２等の焼結助剤が含まれていて
もよい。希土類酸化物の中では、Ｙ２Ｏ３が好ましい。
化物を含むセラミックス焼結体で構成することにより優
れた耐食性が得られ、石英ガラスのような腐蝕の問題
や、アルミナセラミックスのような腐蝕による脱粒に伴
うパーティクルの問題を解消することができる。希土類
酸化物を含むセラミックス焼結体としては、Ｙ２Ｏ３、
Ｄｙ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３のような希土類酸化物単独の焼
結体であってもよいし、ＹＡｌＯ３、Ｙ４Ａｌ２Ｏ９、
Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２（イットリウム−アルミニウム−ガー
ネット）等の複合酸化物であってもよい。また、これら
に添加物、例えばＳｉＯ２等の焼結助剤が含まれていて
もよい。希土類酸化物の中では、Ｙ２Ｏ３が好ましい。
【００１０】本発明の半導体ウェハ保持具の誘電率を２
０以下としたのは、プラズマ処理において誘電率が高い
と帯電しやすく、その結果プラズマガスからなる反応生
成物の堆積が生じ、パーティクルの原因となるからであ
る。すなわち、誘電率が２０以下であればこのようなこ
とが生じ難い。
０以下としたのは、プラズマ処理において誘電率が高い
と帯電しやすく、その結果プラズマガスからなる反応生
成物の堆積が生じ、パーティクルの原因となるからであ
る。すなわち、誘電率が２０以下であればこのようなこ
とが生じ難い。
【００１１】図１は本発明の半導体ウェハ保持具の一例
を示す平面図および断面図、図２は図１の保持具の要部
を拡大して示す断面図である。本発明の半導体ウェハ保
持具は、図１および図２に示すように、半導体ウェハ保
持具１は、リング状の本体２と、本体２から内側へ突出
して設けられ、半導体ウェハ４を保持する保持部３とを
備えている。保持部３は、図２に示すように、半導体ウ
ェハ４を保持する保持面３ａを有しており、保持部３の
突出長Ａは１ｍｍ以上４ｍｍ以下であり、保持面３ａの
基端側から先端側へ向かう線と水平面との角度Ｂが０．
３度以上１．５度以下である。
を示す平面図および断面図、図２は図１の保持具の要部
を拡大して示す断面図である。本発明の半導体ウェハ保
持具は、図１および図２に示すように、半導体ウェハ保
持具１は、リング状の本体２と、本体２から内側へ突出
して設けられ、半導体ウェハ４を保持する保持部３とを
備えている。保持部３は、図２に示すように、半導体ウ
ェハ４を保持する保持面３ａを有しており、保持部３の
突出長Ａは１ｍｍ以上４ｍｍ以下であり、保持面３ａの
基端側から先端側へ向かう線と水平面との角度Ｂが０．
３度以上１．５度以下である。
【００１２】Ａをこのような範囲とすることにより、半
導体ウェハ保持部面積が低減されるが、連続運転後でも
半導体ウェハの保持性を維持することができる。また、
Ｂをこのような範囲とすることにより半導体ウェハが理
想的な凸状となり、半導体ウェハ均熱化を目的としてウ
ェハ裏面へ供給しているＨｅガス流が均一化されるた
め、ウェハ全面でのプラズマ処理の均一化を図ることが
できる。
導体ウェハ保持部面積が低減されるが、連続運転後でも
半導体ウェハの保持性を維持することができる。また、
Ｂをこのような範囲とすることにより半導体ウェハが理
想的な凸状となり、半導体ウェハ均熱化を目的としてウ
ェハ裏面へ供給しているＨｅガス流が均一化されるた
め、ウェハ全面でのプラズマ処理の均一化を図ることが
できる。
【００１３】以上のように、希土類酸化物を含むセラミ
ックス焼結体からなり、かつ誘電率を２０以下とし、上
記突出長Ａを１ｍｍ以上４ｍ以下、上記角度Ｂを０．３
度以上１．５度以下とすることにより、腐蝕され難くパ
ーティクルの発生を抑制することができ、かつ半導体ウ
ェハの保持部面積の低減とともにウェハ全面での均一な
プラズマ処理が可能となるため、半導体ウェハの有効活
用を図ることができる。
ックス焼結体からなり、かつ誘電率を２０以下とし、上
記突出長Ａを１ｍｍ以上４ｍ以下、上記角度Ｂを０．３
度以上１．５度以下とすることにより、腐蝕され難くパ
ーティクルの発生を抑制することができ、かつ半導体ウ
ェハの保持部面積の低減とともにウェハ全面での均一な
プラズマ処理が可能となるため、半導体ウェハの有効活
用を図ることができる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。所
定の配合粉末をポリエチレンポット中に装入し、さらに
イオン交換水、有機分散剤、有機バインダーおよび鉄芯
入りナイロンボールを装入して２４時間混合した。得ら
れたスラリーをスプレードライヤーにより乾燥させ、顆
粒を作成した。この顆粒を冷間静水圧成形（ＣＩＰ）し
た後、生加工を行い、所定形状の半導体ウェハ保持具形
状を作成した後、大気雰囲気の炉で焼成を行った。
定の配合粉末をポリエチレンポット中に装入し、さらに
イオン交換水、有機分散剤、有機バインダーおよび鉄芯
入りナイロンボールを装入して２４時間混合した。得ら
れたスラリーをスプレードライヤーにより乾燥させ、顆
粒を作成した。この顆粒を冷間静水圧成形（ＣＩＰ）し
た後、生加工を行い、所定形状の半導体ウェハ保持具形
状を作成した後、大気雰囲気の炉で焼成を行った。
【００１５】得られたセラミックス焼結体は、それぞれ
所定の仕上げ加工を行い、保持部の形状を種々変化さ
せ、半導体ウェハ保持具とした。
所定の仕上げ加工を行い、保持部の形状を種々変化さ
せ、半導体ウェハ保持具とした。
【００１６】その後、これら半導体ウェハ保持具を平行
平板型ＲＩＥエッチング装置のチャンバー内に組み込
み、ＣＦ４＋Ｏ２のプラズマを発生させて１０００時間
の連続運転を行い、その際のパーティクル数を測定し
た。また、半導体ウェハ保持具の腐蝕の進行により保持
部と半導体ウェハの密着性が低下してＨｅリーク量が多
くなることから、半導体ウェハを保持具で保持しウェハ
裏面からＨｅガスを供給した際の保持面側へのリーク量
を連続運転前後で測定し、半導体ウェハ保持性を評価し
た。この際の評価基準は、以下の（１）式のＱ値を計算
し、Ｑ≦１．５の場合にウェハ保持性良好（○）、Ｑ＞
１．５の場合にウェハ保持性不良（×）とした。 Ｑ＝（試験後のＨｅリーク量）／（試験前のＨｅリーク量） ……（１） また、リーク量が多くなりガス流が不均一になると、前
述した通りプラズマ処理が不均一になるため、プラズマ
処理の均一性についても同様に（１）式により評価を行
うことが可能である。
平板型ＲＩＥエッチング装置のチャンバー内に組み込
み、ＣＦ４＋Ｏ２のプラズマを発生させて１０００時間
の連続運転を行い、その際のパーティクル数を測定し
た。また、半導体ウェハ保持具の腐蝕の進行により保持
部と半導体ウェハの密着性が低下してＨｅリーク量が多
くなることから、半導体ウェハを保持具で保持しウェハ
裏面からＨｅガスを供給した際の保持面側へのリーク量
を連続運転前後で測定し、半導体ウェハ保持性を評価し
た。この際の評価基準は、以下の（１）式のＱ値を計算
し、Ｑ≦１．５の場合にウェハ保持性良好（○）、Ｑ＞
１．５の場合にウェハ保持性不良（×）とした。 Ｑ＝（試験後のＨｅリーク量）／（試験前のＨｅリーク量） ……（１） また、リーク量が多くなりガス流が不均一になると、前
述した通りプラズマ処理が不均一になるため、プラズマ
処理の均一性についても同様に（１）式により評価を行
うことが可能である。
【００１７】結果を表１に示す。表１にはこれらの結果
の他、半導体ウェハ保持具の材料、保持部寸法、誘電率
の値も併記した。
の他、半導体ウェハ保持具の材料、保持部寸法、誘電率
の値も併記した。
【００１８】なお、上述のようにして製造したセラミッ
クス焼結体からなる半導体ウェハ保持具の他、従来の石
英ガラス（ＳｉＯ２）製の半導体ウェハ保持具でも同様
に試験を行った（Ｎｏ．４）。
クス焼結体からなる半導体ウェハ保持具の他、従来の石
英ガラス（ＳｉＯ２）製の半導体ウェハ保持具でも同様
に試験を行った（Ｎｏ．４）。
【００１９】
【表１】
【００２０】表１に示すように、本発明の範囲内である
Ｎｏ．１，２は、耐食性の高い希土類酸化物を含むセラ
ミックス焼結体で製造され、かつ誘電率が２０以下であ
るため、パーティクルの発生が少なくなっており、腐蝕
が少なく連続運転後のウェハ保持性は良好であった。
Ｎｏ．１，２は、耐食性の高い希土類酸化物を含むセラ
ミックス焼結体で製造され、かつ誘電率が２０以下であ
るため、パーティクルの発生が少なくなっており、腐蝕
が少なく連続運転後のウェハ保持性は良好であった。
【００２１】一方、従来のアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）焼結
体で製造された比較例であるＮｏ．３は、ウェハの保持
性は良好であったが、パーティクル数が多くなった。ま
た、従来の石英ガラス（ＳｉＯ２）製の半導体ウェハ保
持具であるＮｏ．４は、腐蝕が著しく連続運転が不可で
あった。さらに、Ｎｏ．５，６は保持部の寸法を本発明
の範囲外としたものであるが、連続運転後のウェハ保持
性が低下していた。
体で製造された比較例であるＮｏ．３は、ウェハの保持
性は良好であったが、パーティクル数が多くなった。ま
た、従来の石英ガラス（ＳｉＯ２）製の半導体ウェハ保
持具であるＮｏ．４は、腐蝕が著しく連続運転が不可で
あった。さらに、Ｎｏ．５，６は保持部の寸法を本発明
の範囲外としたものであるが、連続運転後のウェハ保持
性が低下していた。
【００２２】以上の結果から、希土類酸化物を含むセラ
ミックス焼結体からなり、かつ誘電率を２０以下、突出
長さＡを１〜４ｍｍ、角度Ｂを０．３度以上１．５度以
下とすることにより、連続運転後のウェハ保持性が保た
れ、パーティクル発生数を抑制することが可能であるこ
とが確認された。
ミックス焼結体からなり、かつ誘電率を２０以下、突出
長さＡを１〜４ｍｍ、角度Ｂを０．３度以上１．５度以
下とすることにより、連続運転後のウェハ保持性が保た
れ、パーティクル発生数を抑制することが可能であるこ
とが確認された。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
半導体ウェハの保持面積が小さくても保持することが可
能であり、かつパーティクル発生を抑制することができ
る半導体ウェハ保持具を得ることができるので、装置停
止回数を減らすことができ半導体デバイスの生産効率を
向上させることができる。
半導体ウェハの保持面積が小さくても保持することが可
能であり、かつパーティクル発生を抑制することができ
る半導体ウェハ保持具を得ることができるので、装置停
止回数を減らすことができ半導体デバイスの生産効率を
向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体ウェハ保持具の一例を示す平面
図および断面図。
図および断面図。
【図２】図１の半導体ウェハ保持具の要部を拡大して示
す断面図。
す断面図。
１；半導体ウェハ保持具 ２；本体 ３；保持部 ３ａ；保持面 ４；半導体ウェハ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大滝 浩通 宮城県仙台市泉区明通三丁目５番 株式会 社日本セラテック本社工場内 (72)発明者 岸 幸男 宮城県仙台市泉区明通三丁目５番 株式会 社日本セラテック本社工場内 Ｆターム(参考） 5F004 AA16 BB21 BB29 5F031 CA02 DA13 EA01 MA28 MA32 PA26
Claims (1)
- 【請求項１】 希土類酸化物を含むセラミックス焼結体
からなり、かつ誘電率が２０以下であり、リング状の本
体と、本体から内側へ突出して設けられ、半導体ウェハ
の周縁部を保持する保持部とを有し、前記保持部の突出
長さが１〜４ｍｍであり、前記保持部の半導体ウェハ保
持面の基端側から先端側へ向かう線と水平面との角度が
０．３度以上１．５度以下であることを特徴とする半導
体ウェハ保持具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21196399A JP2001044266A (ja) | 1999-07-27 | 1999-07-27 | 半導体ウェハ保持具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21196399A JP2001044266A (ja) | 1999-07-27 | 1999-07-27 | 半導体ウェハ保持具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001044266A true JP2001044266A (ja) | 2001-02-16 |
Family
ID=16614614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21196399A Pending JP2001044266A (ja) | 1999-07-27 | 1999-07-27 | 半導体ウェハ保持具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001044266A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006225185A (ja) * | 2005-02-15 | 2006-08-31 | Ngk Insulators Ltd | イットリア焼結体、セラミックス部材、及び、イットリア焼結体の製造方法 |
-
1999
- 1999-07-27 JP JP21196399A patent/JP2001044266A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006225185A (ja) * | 2005-02-15 | 2006-08-31 | Ngk Insulators Ltd | イットリア焼結体、セラミックス部材、及び、イットリア焼結体の製造方法 |
| JP4648030B2 (ja) * | 2005-02-15 | 2011-03-09 | 日本碍子株式会社 | イットリア焼結体、セラミックス部材、及び、イットリア焼結体の製造方法 |
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