JP2008016795A - Corrosion resistant wafer process device and manufacturing method therefor - Google Patents

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ジェイ オレフノビチ，ベンジャミン
David M Rusinko
エム ラシンコ，デイビット
Wei Fan
ウェイ ファン
Demetrius Sarigiannis
サリジアニス，デメトリアス
Marc Schaepkens
スシャープケン，マーク
Douglas A Longworth
エイ ロングワース，ダグラス
Victor L Lou
エル ルー，ビクター
Xiang Liu
リュー，ジアン
Jennifer Klug
クルーグ，ジェニファー
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wafer process device, equipped with structure parts adaptive to the atmosphere containing corrosive gas that is used in a semiconductor process. <P>SOLUTION: The wafer process device has an electrical junction part, a gas supply channel, a recess, a protruding part, a mesa (trapezoidal projection), through holes such as lift pin hole, threaded hole, and blind hole or the like, connected together for corrosion resistance, and has a special structure, of which the connection part uses a filler and a binder having superior chemical resistance. The thermal expansion coefficient of the junction part is an optimized one such as approximately agrees with that of base substrate, electrode, and coating layer. In one embodyment, the filler uses a composition containing a glass ceramic material. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、一般には半導体の製造に使用されるウェーハプロセス装置に関するものである。   The present invention relates generally to a wafer processing apparatus used in semiconductor manufacturing.

電子デバイスの製造プロセスには、材料の制御的な蒸着又は成長、あるいは既に蒸着、成長した材料の制御的またしばしば選択的な変更を行う数多くの工程が含まれる。これらの工程の典型的な例として、化学気相蒸着法(ＣＶＤ：Chemical
Vapor Deposition)、熱化学気相蒸着法（ＴＣＶＤ：Thermal
Chemical Vapor Deposition）、プラズマ化学気相蒸着法（ＰＥＣＶＤ：Plasma
Enhanced Chemical Vapor Depositioｎ）、高密度プラズマ化学気相蒸着法（ＨＤＰ ＣＶＤ：High Density
Plasma Chemical Vapor Deposition）、膨張熱プラズマ化学気相蒸着法（ＥＴＰ ＣＶＤ：Expanding
Thermal Plasma Chemical Vapor Deposition）、金属有機化学気相蒸着法（ＭＯＣＶＤ：Metal
Organic Chemical Vapor Deposition）などがある。ＣＶＤなどのいくつかの工程では、反応槽内の基板（ウェーハ）ホルダ上に設置された半導体ウェーハの表面上に絶縁性又は導電性の固体被膜を形成するため、低圧・高温状態にある一種類以上の反応性ガスが反応槽内で用いられる。 The manufacturing process of an electronic device includes a number of steps that involve controlled deposition or growth of material, or controlled and often selective modification of already deposited and grown material. Typical examples of these processes include chemical vapor deposition (CVD).
Vapor Deposition), Thermal Chemical Vapor Deposition (TCVD)
Chemical Vapor Deposition (PECVD)
Enhanced Chemical Vapor Deposition), High Density Plasma Chemical Vapor Deposition (HDP CVD: High Density)
Plasma Chemical Vapor Deposition (ETP CVD)
Thermal Plasma Chemical Vapor Deposition (MOCVD)
Organic Chemical Vapor Deposition). In some processes, such as CVD, an insulating or conductive solid film is formed on the surface of a semiconductor wafer placed on a substrate (wafer) holder in a reaction vessel. The above reactive gas is used in the reaction vessel.

ＣＶＤ工程で用いられる基板ホルダは、ウェーハを加熱するための少なくとも一つの加熱エレメントを含みヒータとして機能するか、ウェーハを静電的に固定するための少なくとも一つの電極を含み静電チャック（ＥＳＣ：Electrostatic chuck）として機能するか、あるいはヒータとＥＳＣを組み合わせ、加熱、固定双方の機能を備えた電極として機能する。基板ホルダアッセンブリには、ウェーハを担持するためのサセプタ、さらにウェーハ加熱用としてサセプタの下部に配列した複数のヒータなどが含まれる。半導体ウェーハは処理槽内の閉塞的環境内で比較的高温に加熱され、そしてしばしば非常に腐食性の雰囲気に曝される。   The substrate holder used in the CVD process includes at least one heating element for heating the wafer and functions as a heater, or includes at least one electrode for electrostatically fixing the wafer. It functions as an electrode having both functions of heating and fixing by combining a heater and an ESC. The substrate holder assembly includes a susceptor for carrying a wafer, and a plurality of heaters arranged below the susceptor for heating the wafer. Semiconductor wafers are heated to relatively high temperatures in an occlusive environment within the processing bath and are often exposed to highly corrosive atmospheres.

半導体ウェーハ上にある一定の厚さの皮膜が蒸着されると、反応槽内に曝された他の表面にも不要な蒸着がしばしば起る。この不要な蒸着は、後の蒸着において問題を起こす可能性がある。そのためこれらの蒸着物は、例えばある場合にはウェーハを一枚処理する毎に、また他の場合には複数枚のウェーハバッチを処理する毎に、清浄化工程により取り除かれる。清浄化工程の技術として一般的には、原子フッ素を用いる方法、過フッ化炭化水素プラズマ清浄法、六フッ化硫黄プラズマ清浄法、三フッ化窒素プラズマ清浄法、三フッ化塩素プラズマ清浄法などがある。この清浄化工程において、反応槽部材、すなわち内壁、窓、基板ホルダおよびそのアッセンブリなどは、しばしば腐食し、又は化学的に浸食される。この腐食は加熱された表面で特に著しく起るが、典型的なヒータの操業温度範囲は、通常で４００〜５００°Ｃ、場合によっては６００〜１０００°Ｃにまで達する。   When a film of a certain thickness is deposited on a semiconductor wafer, unnecessary deposition often occurs on other surfaces exposed in the reaction vessel. This unnecessary vapor deposition can cause problems in later vapor deposition. Thus, these deposits are removed by a cleaning process, for example, in some cases each time a wafer is processed, and in other cases a plurality of wafer batches. As a cleaning process technology, in general, a method using atomic fluorine, a fluorocarbon plasma cleaning method, a sulfur hexafluoride plasma cleaning method, a nitrogen trifluoride plasma cleaning method, a chlorine trifluoride plasma cleaning method, etc. There is. During this cleaning process, reaction vessel members, i.e., inner walls, windows, substrate holders and their assemblies, etc., are often corroded or chemically eroded. This corrosion is particularly noticeable on heated surfaces, but typical heater operating temperature ranges usually reach 400-500 ° C and in some cases 600-1000 ° C.

従来技術のウェーハ担持体においては、電気接続部分の耐食性に特に問題があることが知られている。そのため、ヒータ、チャックあるいはサセプタがＡｌＮなどの保護皮膜によって高温腐食雰囲気中で十分な寿命時間を達成したとしても、接続部分については腐食環境への暴露を回避する必要があった。例えば、特許文献１に開示される装置においては、電気接続部分を包み込むシャフトが含まれている。このセンターシャフトを用いた方法は、装置により多くの応力集中点をもたらすことになり、熱応力が掛かった際に亀裂を発生し易くなるため、加熱速度をさらに制限するか、あるいは装置の有効活用寿命が短くなるという結果を招くことになる。   In the prior art wafer carrier, it is known that there is a particular problem with the corrosion resistance of the electrical connection portion. Therefore, even if the heater, chuck or susceptor achieves a sufficient life time in a high-temperature corrosive atmosphere by a protective film such as AlN, it is necessary to avoid exposure of the connection portion to the corrosive environment. For example, the apparatus disclosed in Patent Document 1 includes a shaft that encloses an electrical connection portion. This method using the center shaft brings more stress concentration points to the device, and cracks are more likely to occur when thermal stress is applied. Therefore, the heating rate is further limited or the device is effectively used. This results in a shorter life.

特許文献２に開示されるウェーハホルダは、導線をセラミック製の管状チューブに格納し、導線の遮蔽と保護を行っている。同開示によれば、ガラス製の接続部品、又は例えば有機樹脂などの接合材料を用いて、管状チューブをセラミック製基板に接合している。管状チューブを密閉封印するために、Ｏリングが用いられている。しかしながらＯリング、ガラス製接続部品、接合材料などを持ってしても、電極および導線はチャンバー内雰囲気に曝されるものと予期される。このため腐食性ガスの使用は推奨されておらず、当該装置は低誘電率膜のベーキング処理用として推奨されている。
米国特許第６，０６６，８３６号 米国特許出願公開第２００５／００７７２８４号 The wafer holder disclosed in Patent Document 2 stores a conducting wire in a ceramic tubular tube to shield and protect the conducting wire. According to the disclosure, the tubular tube is bonded to the ceramic substrate using a connecting member made of glass or a bonding material such as an organic resin. An O-ring is used to hermetically seal the tubular tube. However, even with O-rings, glass connection parts, bonding materials, etc., the electrodes and wires are expected to be exposed to the atmosphere in the chamber. For this reason, the use of corrosive gas is not recommended, and the apparatus is recommended for baking a low dielectric constant film.
US Pat. No. 6,066,836 US Patent Application Publication No. 2005/0077284

従って今日なお、半導体プロセスで使用される腐食性ガスを含む全ての雰囲気に適合した構造部品を備えたウェーハプロセス装置に対する必要性がある。本発明の一つの実施形態はこのようなウェーハプロセス装置に関するもので、電気接点および電気接合部分が、半導体デバイス処理環境で一般的に使用される腐食性ガスから遮蔽されるように設計されたものである。さらに本発明の装置は、半導体プロセスにおける過酷な熱応力に対する要求、すなわち加熱速度２０°Ｃ／分、比較的大きな部分温度差＞２０°Ｃ、に対応したものである。   Therefore, there is still a need for a wafer processing apparatus with structural components that are compatible with all atmospheres containing corrosive gases used in semiconductor processes. One embodiment of the present invention relates to such a wafer processing apparatus designed to shield electrical contacts and electrical junctions from corrosive gases commonly used in semiconductor device processing environments. It is. Furthermore, the apparatus of the present invention meets the requirements for severe thermal stresses in semiconductor processes, i.e., a heating rate of 20 ° C / min and a relatively large partial temperature difference> 20 ° C.

本発明の一つの観点は、ウェーハプロセス装置において、ウェーハを担持するためのベース基材を有し、前記ベース基材がグラファイト、高融点金属、遷移金属、希土類金属およびそれらの合金の少なくとも一つを含み、また抵抗加熱電極、プラズマ発生電極、静電チャック電極、電子ビーム電極からなる少なくとも一つの電極を含み、また少なくとも一つの電極と外部電源を繋ぐ導線にあって、前記導線が前記ベース基材にある間隙で貫通又は貫入する導線を有し、また前記導線と前記基材の前記間隙を充填又は封止するための充填材を有し、前記電極の熱膨張係数がそれぞれ前記基材の熱膨張係数の０．７５から１．２５倍であることを特徴とする。   One aspect of the present invention includes a base substrate for supporting a wafer in a wafer processing apparatus, wherein the base substrate is at least one of graphite, a refractory metal, a transition metal, a rare earth metal, and an alloy thereof. And at least one electrode comprising a resistance heating electrode, a plasma generating electrode, an electrostatic chuck electrode, and an electron beam electrode, and a conductive wire connecting at least one electrode and an external power source, wherein the conductive wire is the base substrate A conductive wire penetrating or penetrating through a gap in the material, and a filler for filling or sealing the gap between the conductive wire and the base material, each having a thermal expansion coefficient of the electrode of the base material The thermal expansion coefficient is 0.75 to 1.25 times.

本発明のもう一つの観点は、前記装置においてさらに、電極上に少なくとも一つの被覆層が配置されており、前記被覆層がＢ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｙ、硬質高融点金属、遷移金属、およびこれらの混合物の群から選択される元素の窒化物、炭化物、炭窒化物、酸窒化物の少なくとも一つを含み、前記導線がある間隔で前記被覆層および前記基材を貫通又は貫入し、前記間隔を充填又は封止する充填材が前記被覆層の熱膨張係数の０．７５から１．２５倍の熱膨張係数を有することを特徴とする。   According to another aspect of the present invention, in the apparatus, at least one coating layer is further disposed on the electrode, and the coating layer is formed of B, Al, Si, Ga, Y, a hard refractory metal, a transition metal, And at least one of a nitride, carbide, carbonitride, oxynitride of an element selected from the group of these mixtures, penetrating or penetrating the coating layer and the substrate at a certain interval, The filler filling or sealing the gap has a thermal expansion coefficient of 0.75 to 1.25 times the thermal expansion coefficient of the coating layer.

さらに本発明のもう一つの観点は、前記電極が焼結体のベース基材に埋設されており、前記ベース基材が、Ｂ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｙの群から選ばれる元素；硬質高融点金属；遷移金属；の酸化物、窒化物、炭窒化物、酸窒化物、；ＮａＺｒ２（ＰＯ４）３のＮＺＰ構造を有した高熱安定型リン酸ジルコニウム；およびアルミニウムの酸化物、同酸窒化物、およびこれらの混合物からなる群の中から選択され、オプションとして焼結材を含むことを特徴とする。 In another aspect of the present invention, the electrode is embedded in a base material of a sintered body, and the base material is an element selected from the group consisting of B, Al, Si, Ga, and Y; Melting point metals; transition metals; oxides, nitrides, carbonitrides, oxynitrides; highly heat-stable zirconium phosphates with NZP structure of NaZr 2 (PO 4 ) 3 ; and aluminum oxides, acids It is selected from the group consisting of nitrides and mixtures thereof and is characterized in that it optionally includes a sintered material.

一つの観点において、前記導線は少なくともモリブデン、ニッケル、コバルト、鉄、タングステン、ルテニウムおよびその合金を含む。もう一つの観点では、前記導線はニッケル層、又はジルコニウム、ハフニウム、セリウムおよびこれらの混合物の酸化物又は炭化物の層でさらに被覆されている。   In one aspect, the conductor includes at least molybdenum, nickel, cobalt, iron, tungsten, ruthenium, and alloys thereof. In another aspect, the conductor is further coated with a nickel layer or an oxide or carbide layer of zirconium, hafnium, cerium and mixtures thereof.

一つの観点において、前記装置には、機能部品を装置に固定するためのナット、リベット、ボルト、ネジなどの止め具（ファスナー）が複数具備されており、前記導線および／又は前記止め具は、これら部品の熱膨張係数に適合する延性を有した耐エッチング性の導電性材料で被覆されていることを特徴とする。実施形態１において、前記導線および／又は止め具はニッケル層、又はジルコニウム、ハフニウム、セリウムおよびこれらの混合物の酸化物又は炭化物の少なくとも一つの層で被覆されている。   In one aspect, the device includes a plurality of fasteners (fasteners) such as nuts, rivets, bolts, and screws for fixing the functional component to the device. It is characterized by being coated with an etching-resistant conductive material having ductility that matches the thermal expansion coefficient of these parts. In Embodiment 1, the conducting wire and / or stopper is covered with a nickel layer or at least one layer of oxide or carbide of zirconium, hafnium, cerium and mixtures thereof.

さらにもう一つの観点において、ウェーハプロセス装置の耐食性接点の保護／充填に使用される充填材は、ＮａＺｒ２（ＰＯ４）３のＮＺＰ構造を有した高熱安定型リン酸ジルコニウム；又はランタンアルミノケイ酸塩（ＬＡＳ）、マグネシウムアルミノケイ酸塩（ＭＡＳ）、カルシウムアルミノケイ酸塩（ＣＡＳ）、イットリウムアルミノケイ酸塩（ＹＡＳ）など周期律表のＩＩａ族、ＩＩＩａ族、ＩＶａ族の元素を含む群から選択された少なくとも一つの元素を含むガラスセラミックス；又はＢａＯ―Ａｌ２Ｏ３―Ｂ２Ｏ３―ＳｉＯ２系ガラス；又はＳｉＯ２とＹ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｅｕ、Ｄｙなどの酸化物、これら金属のフッ化物、イットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）を含む耐プラズマ材料の混合物の群から選択され、前記充填材は、操作温度２５〜６００°Ｃの範囲のプロセス環境下で、１０００オングストローム毎分（Å／分）未満のエッチング速度を有することを特徴とする。 In yet another aspect, the filler used to protect / fill the corrosion resistant contacts of the wafer process equipment is a highly thermally stable zirconium phosphate having a NZP structure of NaZr 2 (PO 4 ) 3 ; or lanthanum aluminosilicate (LAS), magnesium aluminosilicate (MAS), calcium aluminosilicate (CAS), yttrium aluminosilicate (YAS), etc., at least selected from the group containing elements of Group IIa, IIIa, and IVa of the periodic table Glass ceramics containing one element; or BaO—Al 2 O 3 —B 2 O 3 —SiO 2 glass; or SiO 2 and oxides such as Y, Sc, La, Ce, Gd, Eu, Dy, and these metals Of anti-plasma materials, including fluoride of yttrium, aluminum and garnet (YAG) It is selected from the group of the filler under the process environment in the range of operating temperatures 25 to 600 ° C, and having an etch rate of less than 1000 angstroms per minute (Å / min).

ここで使用される近似語は、それが関連する基本的機能に変化を与えない範囲で、定量的な表現を修飾するものとする。従って、「およそ」又は「実質的に」等の言葉で修飾される値は、ある場合にはそれによって規定される正確な値に限定されるものではない。   The approximate word used here shall modify the quantitative expression as long as it does not change the basic function to which it relates. Thus, a value that is modified by words such as “approximately” or “substantially” is not limited to the exact value defined thereby in some cases.

ここで使用される「基板」および「ウェーハ」という用語は互換的に使用される場合があり、本発明の装置により担持され、加熱される半導体ウェーハ基板を示すものとする。またここで使用される「プロセス装置」という用語は、「ハンドリング装置」、「ヒータ」、「加熱装置」、又は「処理装置」と互換的に用いられ、担持されるウェーハを加熱するための少なくとも一つの加熱エレメントを含む装置を示すものとする。   As used herein, the terms “substrate” and “wafer” may be used interchangeably and refer to a semiconductor wafer substrate carried and heated by the apparatus of the present invention. Also, as used herein, the term “process device” is used interchangeably with “handling device”, “heater”, “heating device”, or “processing device” and is at least for heating a wafer being carried. An apparatus including one heating element shall be indicated.

ここで使用される「回路」という用語は「電極」と互換的に用いられ、また「抵抗加熱エレメント」は「抵抗器」又は「加熱抵抗器」と互換的に用いられる。「回路」と言う用語は、少なくとも一つ以上の回路ユニットが存在することを意味する。   As used herein, the term “circuit” is used interchangeably with “electrode” and “resistive heating element” is used interchangeably with “resistor” or “heating resistor”. The term “circuit” means that there is at least one circuit unit.

ここで使用される「熱膨張係数が近い部材（例えば層あるいは部品）」とは、その部材の熱膨張係数が、隣接する部材（例えば別の層、基材、別部品）の熱膨張係数の０．７５から１．２５倍であることを意味する。   As used herein, “members with similar coefficients of thermal expansion (for example, layers or parts)” means that the coefficient of thermal expansion of the member is the coefficient of thermal expansion of an adjacent member (for example, another layer, substrate, another part) It means 0.75 to 1.25 times.

ここで使用される「ウェーハプロセス装置の機能的部分」には、孔、ヒータ端部の爪、電極への接点、その他ウェーハプロセス装置の機能的要求を満たすための基材挿入部品を含むものとするが、これらに限定されるものではない。   As used herein, “functional part of wafer processing apparatus” includes holes, heater end pawls, contacts to electrodes, and other base material insertion parts to meet the functional requirements of the wafer processing apparatus. However, it is not limited to these.

ここで用いられる「耐エッチング性」という用語は「耐食性」と互換的に用いられ、厳しい環境下、すなわち操作温度が実施形態１では４００°Ｃ以上、実施形態２では５００°Ｃ、実施形態２では８００°Ｃでハロゲン族を含む環境、又はプラズマエッチング、反応性イオンエッチング、プラズマクリーニング、ガスクリーニングに曝される環境下で、耐エッチング性、又は低いエッチング速度を呈する材料に対して用いられる。   As used herein, the term “etching resistance” is used interchangeably with “corrosion resistance”, and under severe conditions, that is, the operating temperature is 400 ° C. or higher in Embodiment 1, 500 ° C. in Embodiment 2, and Embodiment 2 Is used for materials that exhibit etching resistance or a low etching rate in an environment containing a halogen group at 800 ° C. or an environment exposed to plasma etching, reactive ion etching, plasma cleaning, or gas cleaning.

本発明の実施形態１におけるエッチング速度は、操作温度２５〜６００°Ｃの範囲の厳しい環境下で、毎分１０００オングストローム未満である。実施形態２におけるエッチング速度は、操作温度２５〜６００°Ｃの範囲で、毎分５００オングストローム未満である。実施形態３におけるエッチング速度は、操作温度２５〜６００°Ｃの範囲で、毎分１００オングストローム未満である。実施形態４における速度は、操作温度２００〜６００°Ｃの範囲で、毎分１０００オングストローム未満である。実施形態５における速度は、操作温度２００〜６００°Ｃの範囲で、毎分５００オングストローム未満である。   The etching rate in Embodiment 1 of the present invention is less than 1000 angstroms per minute in a harsh environment with operating temperatures in the range of 25-600 ° C. The etch rate in Embodiment 2 is less than 500 angstroms per minute in the operating temperature range of 25-600 ° C. The etch rate in Embodiment 3 is less than 100 angstroms per minute in the operating temperature range of 25-600 ° C. The speed in embodiment 4 is less than 1000 angstroms per minute in the operating temperature range of 200-600 ° C. The speed in embodiment 5 is less than 500 angstroms per minute in the operating temperature range of 200-600 ° C.

本発明の一つの観点おける電極は、モリブデン、ニッケル、鉄、タングステン、ルテニウム、およびこれらの合金の少なくとも一つの金属と、さらに窒化アルミ二ウム、酸化アルミニウム、酸窒化アルミニウム、又はこれらの混合体の少なくとも一つを含み、熱膨張係数が基材の熱膨張係数の０．７５〜１．２５倍である保護層から構成されている。   The electrode according to one aspect of the present invention includes at least one metal of molybdenum, nickel, iron, tungsten, ruthenium, and alloys thereof, and further aluminum nitride, aluminum oxide, aluminum oxynitride, or a mixture thereof. The protective layer includes at least one and has a thermal expansion coefficient of 0.75 to 1.25 times the thermal expansion coefficient of the substrate.

以下、本発明のウェーハプロセス装置の実施形態を、図面を参照しながら、用いられる材料について記述し、その作製方法について説明する。   Hereinafter, embodiments of a wafer processing apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings, materials used, and a manufacturing method thereof will be described.

ウェーハプロセス装置の一般的形態：
図１に示す実施形態１において、ウェーハプロセス装置とは上面１３がウェーハＷの支持面となる円盤型のセラミックス基材１２を示し、この中にヒータ抵抗１６（図示せず）が埋め込まれている。電気端子１５はヒータ抵抗に電気を供給するためのもので、セラミックス基材１２の底面中央、又は一つの実施形態では、セラミックス基材の側面に取り付けられている。電気端子１５に電圧をかけヒータ抵抗に熱を発生させることで、装置上面１３に担持されたウェーハを均一に加熱する。 General form of wafer processing equipment:
In the first embodiment shown in FIG. 1, the wafer processing apparatus shows a disk-shaped ceramic substrate 12 whose upper surface 13 serves as a support surface of the wafer W, and a heater resistor 16 (not shown) is embedded therein. . The electric terminal 15 is for supplying electricity to the heater resistor, and is attached to the center of the bottom surface of the ceramic substrate 12, or in one embodiment, to the side surface of the ceramic substrate. By applying a voltage to the electrical terminal 15 and generating heat in the heater resistance, the wafer carried on the upper surface 13 of the apparatus is uniformly heated.

本発明のウェーハプロセス装置に関し、図２Ａに示される実施形態１では、基材は導電性材料を含む円盤又は基材１８、絶縁性保護層１９、さらにオプションとして絶縁性保護層１９と基材１８間の接着を強化するための結合層（図示せず）を具備する。円盤１８の導電性材料は、黒鉛、ＷおよびＭｏなどの高融点金属、遷移金属、希土類金属および合金、ハフニウム、ジルコニウム、セリウムの酸化物および炭化物、およびこれらの混合物から選択される。   In Embodiment 1 shown in FIG. 2A relating to the wafer processing apparatus of the present invention, the base material is a disk or base material 18 containing a conductive material, an insulating protective layer 19, and optionally the insulating protective layer 19 and the base material 18. A bonding layer (not shown) for strengthening the adhesion between them is provided. The conductive material of the disk 18 is selected from graphite, refractory metals such as W and Mo, transition metals, rare earth metals and alloys, hafnium, zirconium, cerium oxides and carbides, and mixtures thereof.

導電性円盤１８の絶縁性保護層１９に関し、絶縁性保護層１９はＢ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｙ、高融点金属、遷移金属のグループから選ばれる元素の酸化物、窒化物、炭窒化物、酸窒化物、アルミニウムの酸化物、酸化物、およびこれらの混合物の少なくとも一つを含む。オプションの結合層は、Ａｌ、ＳｉおよびＴａ、Ｗ、Ｍｏを含む硬質高融点金属、およびチタン、クロム、鉄を含む遷移金属およびその混合物から選ばれる窒化物、炭化物、炭窒化物、ホウ化物、酸化物、酸窒化物の少なくとも一つを含む。実施形態１ではＴｉＣ、ＴａＣ、ＳｉＣ、ＭｏＣおよびその混合物の少なくとも一つを含む。   Regarding the insulating protective layer 19 of the conductive disk 18, the insulating protective layer 19 is an oxide, nitride or carbonitride of an element selected from the group of B, Al, Si, Ga, Y, refractory metal, and transition metal , Oxynitrides, aluminum oxides, oxides, and mixtures thereof. Optional tie layers include nitrides, carbides, carbonitrides, borides selected from hard refractory metals including Al, Si and Ta, W, Mo, and transition metals including titanium, chromium, iron and mixtures thereof. Contains at least one of oxide and oxynitride. Embodiment 1 includes at least one of TiC, TaC, SiC, MoC, and a mixture thereof.

図２Ｂに示す実施形態１の場合、基材１８が絶縁性材料（例えば焼結材）からなり、その材料は、Ｂ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｙの群から選ばれる元素；硬質高融点金属；遷移金属；の酸化物、窒化物、炭窒化物、酸窒化物；およびＮａＺｒ２(ＰＯ４)３のＮＺＰ構造を有した高熱安定型リン酸ジルコニウム、アルミニウムの酸化物、同酸化物、およびこれらの混合物の中から選択され、優れ耐摩耗性と耐熱性を有している。実施形態１では基材１８はＡｌＮを含み、＞５０Ｗ／ｍＫ（時として＞１００Ｗ／ｍＫ）という高い熱伝率を有すると共に、フッ素、塩素などの腐食性ガスに対する耐食性と、特に高い耐プラズマ性を有している。実施形態１では、基材は９９．７％を越える高純度の窒化アルミ、およびＹ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３およびその混合物から選ばれる焼結材を含んでいる。 In the case of Embodiment 1 shown in FIG. 2B, the substrate 18 is made of an insulating material (for example, a sintered material), and the material is an element selected from the group of B, Al, Si, Ga, and Y; a hard refractory metal Transition metals; oxides, nitrides, carbonitrides, oxynitrides; and highly heat-stable zirconium phosphates having an NZP structure of NaZr 2 (PO 4 ) 3 , oxides of aluminum, oxides thereof, and It is selected from these mixtures and has excellent wear resistance and heat resistance. In the first embodiment, the base material 18 contains AlN, has a high thermal conductivity of> 50 W / mK (sometimes> 100 W / mK), corrosion resistance against corrosive gases such as fluorine and chlorine, and particularly high plasma resistance. have. In Embodiment 1, the base material contains high purity aluminum nitride exceeding 99.7%, and a sintered material selected from Y 2 O 3 , Er 2 O 3 and mixtures thereof.

図２Ｃに示す実施形態１では、好適な設計をされた加熱エレメント又は電極１６がセラミックス基材１２に埋め込まれている。この加熱エレメントは、例えばタングステン、モリブデン、レニウム、白金およびこれ等の合金などの高融点金属、周期律表のＩＶａ、ＶａおよびＶＩａに属する金属の炭化物、窒化物、ハフニウム、ジルコニウムおよびセリウムの炭化物又は酸化物、およびこれ等の混合物を含む。実施形態１において、加熱エレメント１６は熱膨張係数が基材（又はその保護層）の熱膨張係数に近い材料から成っている。   In embodiment 1 shown in FIG. 2C, a suitably designed heating element or electrode 16 is embedded in the ceramic substrate 12. This heating element is composed of, for example, refractory metals such as tungsten, molybdenum, rhenium, platinum and their alloys, carbides of metals belonging to IVa, Va and VIa of the periodic table, nitrides, hafnium, zirconium and cerium carbides or Including oxides, and mixtures thereof. In Embodiment 1, the heating element 16 is made of a material having a thermal expansion coefficient close to that of the base material (or its protective layer).

図２Ａと２Ｂに示される実施形態１では、加熱エレメント１６は１から１０００μｍの厚さを有する薄膜電極から成っている。実施形態２では、薄膜電極１６の厚さは５から５００μｍである。薄膜電極１６は絶縁性基材１８（図２Ｂ）又は保護膜１９（図２Ａ）上に形成され、その形成方法にはスクリーン印刷、スピンコート、プラズマスプレー、スプレー熱分解法、反応性スプレー蒸着法、ゾル・ゲル法、スパッタリング法、レーザ除去法、蒸着法、電解メッキ、レーザ表面合金法を含む公知の方法を使用する事ができる。実施形態１において、薄膜電極１６は例えばタングステン、モリブデン、レニウム、白金およびこれ等の合金などの高融点金属を含む。実施形態２において、薄膜電極１６は貴金属又は貴金属合金を含む。実施形態３では、薄膜電極１６はハフニウム、ジルコニウム、セリウムの炭化物、酸化物およびその混合物の少なくとも一つを含む。   In embodiment 1 shown in FIGS. 2A and 2B, the heating element 16 consists of a thin film electrode having a thickness of 1 to 1000 μm. In the second embodiment, the thickness of the thin film electrode 16 is 5 to 500 μm. The thin film electrode 16 is formed on the insulating substrate 18 (FIG. 2B) or the protective film 19 (FIG. 2A), and the formation method includes screen printing, spin coating, plasma spraying, spray pyrolysis, and reactive spray deposition. Known methods including sol-gel method, sputtering method, laser removal method, vapor deposition method, electrolytic plating, and laser surface alloy method can be used. In the first embodiment, the thin film electrode 16 includes a refractory metal such as tungsten, molybdenum, rhenium, platinum, and alloys thereof. In the second embodiment, the thin film electrode 16 includes a noble metal or a noble metal alloy. In the third embodiment, the thin film electrode 16 includes at least one of hafnium, zirconium, cerium carbide, oxide, and a mixture thereof.

実施形態１では電極のシート抵抗が０．００１から０．１Ω／ｓｑに調整されており、電極パターンのパス間の幅およびスペースを好適に保ちながら、要求される電気抵抗特性を満たしている。実施形態２では、シート抵抗は０．００５から０．０５Ω／ｓｑの範囲に調整されている。なお、シート抵抗は電気抵抗率と膜厚の比として定義される。   In the first embodiment, the sheet resistance of the electrode is adjusted from 0.001 to 0.1 Ω / sq, and the required electric resistance characteristics are satisfied while suitably maintaining the width and space between the paths of the electrode pattern. In the second embodiment, the sheet resistance is adjusted in the range of 0.005 to 0.05 Ω / sq. Sheet resistance is defined as the ratio of electrical resistivity to film thickness.

本発明のウェーハプロセス装置には、１つ以上の電極を使用する事ができる。用途に応じ、電極は抵抗加熱エレメント、プラズマ発生電極、静電チャック電極又は電子ビーム電極などとして機能することができる。   One or more electrodes can be used in the wafer processing apparatus of the present invention. Depending on the application, the electrode can function as a resistance heating element, a plasma generating electrode, an electrostatic chuck electrode or an electron beam electrode.

図２Ａおよび図２Ｂに示す本発明の実施形態１で、ウェーハプロセス装置１０は耐エッチング性を有する保護皮膜２５でさらに覆われている。   In Embodiment 1 of the present invention shown in FIGS. 2A and 2B, the wafer processing apparatus 10 is further covered with a protective film 25 having etching resistance.

実施形態１において、保護膜２５はＢ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｙ、硬質高融点金属、遷移金属から成るグループから選択される元素の窒化物、炭化物、炭窒化物又は酸窒化物およびその混合物の少なくとも１つを含み、熱膨張係数が２５°Ｃから１０００°Ｃの温度領域で２．０ｘ１０−６／Ｋから１０ｘ１０−６／Ｋとなっている。 In the first embodiment, the protective film 25 is a nitride, carbide, carbonitride or oxynitride of an element selected from the group consisting of B, Al, Si, Ga, Y, hard refractory metal, transition metal, and a mixture thereof. wherein at least one of the coefficients of thermal expansion and has a 10x10 -6 / K from 2.0x10 -6 / K in a temperature range of 1000 ° C from 25 ° C.

実施形態１では、保護層２５はＮＺＰ構造を有する高熱安定型リン酸ジルコニウムを含んでいる。ここで言うＮＺＰとはＮａＺｒ２(ＰＯ４)３の他に、同様な結晶構造を有する構造の等しいリン酸塩およびシリカリン酸塩を示す。実施形態１において、これ等の材料はアルカリ金属リン酸塩又は炭酸塩、二水素アンモニアリン酸塩（又はリン酸２アンモニウム）、および四価金属酸化物の混合物を加熱することによって得ることができる。 In the first embodiment, the protective layer 25 includes highly heat-stable zirconium phosphate having an NZP structure. Here, NZP refers to phosphate and silica phosphate having the same crystal structure in addition to NaZr 2 (PO 4 ) 3 . In embodiment 1, these materials can be obtained by heating a mixture of alkali metal phosphate or carbonate, dihydrogen ammonia phosphate (or diammonium phosphate), and tetravalent metal oxide. .

実施形態１において、ＮＺＰ型保護膜２５は下記の一般式で表される。
（Ｌ、Ｍ１、Ｍ２、Ｚｎ、Ａｇ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｌｎ、Ｙ、Ｓｃ)ｌ(Ｚｒ、Ｖ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｌｎ)ｍ(Ｐ、Ｓｉ、ＶＡｌ)ｎ(Ｏ、Ｃ、Ｎ)１２ここでＬ＝アルカリ金属、Ｍ１＝アルカリ土類金属、Ｍ２＝遷移金属、Ｌｎ＝希土類で、１、ｍ、ｎの値は電荷バランスが維持できるような値を選ぶ。実施形態１において、ＮＺＰ型保護層２５はアルカリ土類酸化物、希土類酸化物およびその混合物から選ばれる安定剤を少なくとも一種類以上含む。例として、イットリア（Ｙ２Ｏ３）、カルシア（ＣａＯ）が挙げられる。 In the first embodiment, the NZP type protective film 25 is represented by the following general formula.
(L, M1, M2, Zn, Ag, Ga, In, Ln, Y, Sc) l (Zr, V, Ta, Nb, Hf, Ti, Al, Cr, Ln) m (P, Si, VAl) n (O, C, N) 12 where L = alkali metal, M1 = alkaline earth metal, M2 = transition metal, Ln = rare earth, and values of 1, m and n are selected so that the charge balance can be maintained. . In the first embodiment, the NZP type protective layer 25 includes at least one stabilizer selected from alkaline earth oxides, rare earth oxides, and mixtures thereof. Examples include yttria (Y 2 O 3 ) and calcia (CaO).

実施形態３において、保護層２５は周期律表のＩＩａ族、ＩＩＩａ族およびＩＶａ族の元素から成るグループから選択される少なくとも１つの元素を含むガラス状セラミックスが含まれている。ここで言うＩＩａ族元素とは、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、ＳｒおよびＢａを含むアルカリ土類金属元素を意味する。ＩＩＩａ族はＳｃ、Ｙおよびランタノイド元素を意味する。ＩＶａ族はＴｉ、Ｚｒ又はＨｆを意味する。保護層２５として適当なガラス状セラミックスの組成例として、ランタンアルミノケイ酸塩（ＬＡＳ）、マグネシウムアルミノケイ酸塩（ＭＡＳ）、カルシウムアルミノケイ酸塩（ＣＡＳ）、イットリウムアルミノケイ酸塩（ＹＡＳ）が挙げられるが、これ等に限定されるものではない。   In the third embodiment, the protective layer 25 includes glass-like ceramics containing at least one element selected from the group consisting of Group IIa, Group IIIa and Group IVa elements of the Periodic Table. The IIa group element here means an alkaline earth metal element including Be, Mg, Ca, Sr and Ba. Group IIIa means Sc, Y and lanthanoid elements. Group IVa means Ti, Zr or Hf. Examples of suitable glassy ceramic compositions for the protective layer 25 include lanthanum aluminosilicate (LAS), magnesium aluminosilicate (MAS), calcium aluminosilicate (CAS), and yttrium aluminosilicate (YAS). It is not limited to these.

一例には、保護層２５としてＳｉＯ２およびＹ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｅｕ、Ｄｙ等の酸化物、これ等金属のフッ化物、又はイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）が含まれる。これ等金属酸化物および／又はこれ等金属酸化物と酸化アルミニウムの組合せを使用することもできる。実施形態３において保護層２５は、酸素を除く金属原子の原子比率で１から３０原子％のＩＩａ族、ＩＩＩａ族およびＩＶａ族元素と、２０から９９原子％のＳｉ元素を含む。一例には、保護層２５として２０から９８原子％のＳｉ元素、１から３０％のＹ、Ｌａ又はＣｅ元素、１から５０原子％のＡｌ元素を含むアルミノシリケートガラス、および２０から９８原子％のＳｉ元素、１から３０％のＹ、Ｌａ又はＣｅ元素、１から５０原子％のＺｒ元素を含むジルコニアシリケートガラスが含まれる。 For example, the protective layer 25 includes SiO 2 and oxides such as Y, Sc, La, Ce, Gd, Eu, and Dy, fluorides of these metals, or yttrium aluminum garnet (YAG). These metal oxides and / or combinations of these metal oxides and aluminum oxide can also be used. In the third embodiment, the protective layer 25 includes a group IIa, group IIIa and group IVa elements of 1 to 30 atomic% and an element of Si of 20 to 99 atomic% in terms of the atomic ratio of metal atoms excluding oxygen. Examples include 20-98 atomic percent Si element as protective layer 25, 1-30% Y, La or Ce element, aluminosilicate glass containing 1-50 atomic percent Al element, and 20-98 atomic percent Zirconia silicate glass containing Si element, 1 to 30% Y, La or Ce element, 1 to 50 atomic% Zr element is included.

もう一つの実施形態において、保護層２５はイットリア含有量２５から５５重量％、融点１６００未満、狭い幅のガラス転移温度８８４から８９５°Ｃ、さらにオプションとして熱膨張係数を基材のそれに合わせるための微量添加物を含むＹ２Ｏ３―Ａｌ２Ｏ３―ＳｉＯ２(ＹＡＳ)に基づいている。微量添加物の例として、ガラスの熱膨張係数を高めるＢａＯ、Ｌａ２Ｏ３又はＮｉＯ、熱膨張係数を低下させるＺｒＯ２がある。さらにもう一つの実施形態において、保護層２５はＢａＯ―Ａｌ２Ｏ３―Ｂ２Ｏ３―ＳｉＯ２ガラスに基づいており、オプションとして熱膨張係数を基材のそれに合わせるためＬａ２Ｏ３、ＺｒＯ２又はＮｉＯが添加されている。一例として、保護層２５は３０から４０モル％のＢａＯ、５から１５モル％のＡｌ２Ｏ３；１０から２５モル％のＢ２Ｏ３、２５から４０モル％のＳｉＯ２；０から１０モル％のＬａ２Ｏ３；０から１０モル％のＺｒＯ２；０から１０モル％のＮｉＯを含み、Ｂ２Ｏ３／ＳｉＯ２のモル比が０．２５から０．７５となっている。 In another embodiment, the protective layer 25 has an yttria content of 25 to 55 wt%, a melting point of less than 1600, a narrow glass transition temperature of 884 to 895 ° C., and optionally a thermal expansion coefficient to match that of the substrate. Based on Y 2 O 3 —Al 2 O 3 —SiO 2 (YAS) with trace additives. Examples of trace additives include BaO, La 2 O 3 or NiO that increase the thermal expansion coefficient of glass, and ZrO 2 that decreases the thermal expansion coefficient. In yet another embodiment, the protective layer 25 is based on BaO—Al 2 O 3 —B 2 O 3 —SiO 2 glass and optionally La 2 O 3 , ZrO to match the coefficient of thermal expansion to that of the substrate. 2 or NiO is added. As an example, the protective layer 25 may be 30 to 40 mol% BaO, 5 to 15 mol% Al 2 O 3 ; 10 to 25 mol% B 2 O 3 , 25 to 40 mol% SiO 2 ; 0 to 10 mol % La 2 O 3 ; 0 to 10 mol% ZrO 2 ; 0 to 10 mol% NiO, and the B 2 O 3 / SiO 2 molar ratio is 0.25 to 0.75.

保護層２５は低濃度の窒素、酸素および／又は水素などの非金属元素を耐食性や耐エッチング性に悪影響を及ぼすことなく許容することができる。一つの実施形態において、保護層は２０原子％(atom
%)までの水素および／又は酸素を含む。もう一つの実施形態において、保護層２５は１０原子％までの水素および／又は酸素を含む。 The protective layer 25 can tolerate non-metallic elements such as low concentrations of nitrogen, oxygen and / or hydrogen without adversely affecting the corrosion resistance and etching resistance. In one embodiment, the protective layer is 20 atomic% (atom
%) Up to hydrogen and / or oxygen. In another embodiment, the protective layer 25 contains up to 10 atomic% hydrogen and / or oxygen.

保護層２５は公知の方法で基材上に形成することが出来、その形成方法には熱／火焔スプレー法、プラズマ放電法、膨張熱プラズマ法（ＥＴＰ)、イオンプレーティング、化学気相蒸着法（ＣＶＤ）、プラズマ化学気相蒸着法（ＰＥＣＶＤ）、金属有機化学気相蒸着法（ＭＯＣＶＤ）（別名、有機金属化学気相蒸着法（ＯＭＣＶＤ））、金属有機気相成長法（ＭＯＶＰＥ）、スパッタリング法などの物理気相蒸着法、イオンプラズマ蒸着法およびプラズマスプレー法が用いられる。実験例には熱スプレー法、ＥＴＰ、ＣＶＤおよびイオンプレーティングが用いられている。   The protective layer 25 can be formed on a substrate by a known method, and the formation method includes a heat / fire spray method, a plasma discharge method, an expanded thermal plasma method (ETP), an ion plating method, and a chemical vapor deposition method. (CVD), plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD), metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) (also known as metal organic chemical vapor deposition (OMCVD)), metal organic vapor deposition (MOVPE), sputtering A physical vapor deposition method such as a method, an ion plasma deposition method and a plasma spray method are used. Thermal spray method, ETP, CVD and ion plating are used in the experimental examples.

保護層２５の厚さは用途および、例えばＣＶＤ、イオンプレーティング、ＥＴＰなど用いられた方法によって異なり、１μｍから数百μｍで変化する。一般に保護層厚さが厚い程、長い寿命が期待できる。   The thickness of the protective layer 25 varies depending on the application and the method used, for example, CVD, ion plating, ETP, etc., and varies from 1 μm to several hundred μm. In general, the longer the protective layer thickness, the longer the service life can be expected.

耐食性コネクタとその構造：
腐食性ガスを使用する典型的なウェーハ処理環境では、これらに限られるものではないが例として、接触面や電気接続端子、ガス送入経路、凹部、凸部、メサ（台形突起）、リフトピン穴、ボルト穴、止め穴等を含む機能部分を通じて、フッ素系ガスがウェーハプロセス装置の部品を急速に侵食する。機能部品の例としては、これらに限られるものではないが導線、蓋、挿入部品、貫通穴等が含まれ、これ等は接触面を貫通し、その結果生じる隙間を通じて腐食性ガスが基材などの基本部品を侵食する。 Corrosion resistant connector and its structure:
In a typical wafer processing environment that uses corrosive gas, examples include, but are not limited to, contact surfaces, electrical connection terminals, gas feed paths, recesses, protrusions, mesas (trapezoidal protrusions), lift pin holes Fluorine-based gas rapidly erodes the parts of the wafer process equipment through the functional parts including bolt holes, stop holes and the like. Examples of functional parts include, but are not limited to, conductors, lids, insert parts, through holes, etc., which penetrate through the contact surface and corrosive gas passes through the resulting gaps, etc. Eroded the basic parts.

本発明の一つの実施形態において、電極への導線や機能部品を取り付けるための機械部品、止め具は、基材の熱膨張に適合するために十分な延性的性質を有する導電性かつ耐エッチング性を有した材料によって被覆されている。もう一つの実施形態では電極そのものが導電性かつ耐エッチング性を有した材料によって被覆されている。好適な耐エッチング性を有した材料の例として、ニッケル、クロム、超合金、その他、被覆層として適用した際に＞５％の延性を有する導電性材料が挙げられる。実施形態１において被覆層は、高温の厳しい半導体プロセス環境に曝された際、少なくとも９０％に亀裂が生じないように基材の熱膨張係数に適合した、十分な延性を有する材料で、０．０００００４インチから０．０１０インチの平均厚さを有している。実施形態２において、被覆層は被覆材料が熱膨張率差／熱膨張率不整合を緩和するに十分な延性を有する材料からなり、少なくとも９５％の表面において亀裂が生じない。亀裂が生じないと言うことは、肉眼で亀裂が観察できない、又はＳＥＭによっても観察できないということを意味している。実施形態３において、被覆層は０．００００１インチから０．００５インチの厚さを有している。また実施形態４において、被覆層は０．００００５インチから０．０２５インチの厚さを有している。   In one embodiment of the present invention, the mechanical parts and fasteners for attaching the conductors and functional parts to the electrodes are conductive and etch resistant with sufficient ductile properties to adapt to the thermal expansion of the substrate. It is coat | covered with the material which has. In another embodiment, the electrode itself is coated with a conductive and etching resistant material. Examples of suitable etch resistant materials include nickel, chromium, superalloys, and other conductive materials that have a ductility of> 5% when applied as a coating layer. In Embodiment 1, the coating layer is made of a material having sufficient ductility and suitable for the thermal expansion coefficient of the substrate so that at least 90% of the coating layer does not crack when exposed to a severe semiconductor processing environment at high temperature. It has an average thickness of 0.0004 inches to 0.010 inches. In Embodiment 2, the coating layer is made of a material having a ductility sufficient for the coating material to alleviate the difference in thermal expansion coefficient / thermal expansion coefficient mismatch, and cracks do not occur on at least 95% of the surface. Saying that no crack occurs means that the crack cannot be observed with the naked eye or cannot be observed with SEM. In Embodiment 3, the coating layer has a thickness of 0.00001 inch to 0.005 inch. In Embodiment 4, the coating layer has a thickness of 0.00005 inch to 0.025 inch.

実施形態１では、耐エッチング性を付与するため特別製のコネクタが使用されている。実施形態２においては、腐食性環境に曝された電気コネクタを保護するため、耐エッチング性の導電性材料が使用されている。 In the first embodiment, a special connector is used to provide etching resistance. In the second embodiment, an etching-resistant conductive material is used to protect an electrical connector exposed to a corrosive environment.

さらにもう一つの実施形態では、充填材、接合材、接着剤又は封止材として耐エッチング性の組成が用いられ、腐食性ガス原子の進入から接続部の接触を保護している。   In yet another embodiment, an etch resistant composition is used as a filler, bonding material, adhesive or sealant to protect the contact of the connection from the entry of corrosive gas atoms.

本発明の耐食性接続部の実施形態について、図面を参照しながら以下に詳述する。   Embodiments of the corrosion-resistant connecting portion of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

図３はウェーハプロセス装置１０の実施形態１の断面図を示すもので、ベース基材１００面上にパターン電極２００が形成されており、さらに耐食性被覆材３００により全体が覆われている。パターン電極２００は用途に応じ、ヒータ電極および／又は静電チャック電極として機能する。   FIG. 3 shows a cross-sectional view of Embodiment 1 of the wafer processing apparatus 10, in which a pattern electrode 200 is formed on the surface of the base substrate 100, and the whole is covered with a corrosion-resistant coating material 300. The pattern electrode 200 functions as a heater electrode and / or an electrostatic chuck electrode depending on the application.

コネクタナット２２０がネジ付コネクタロッド２１０の固定に使用されている。実施形態１において、ネジ付コネクタロッド２１０およびコネクタナット２２０は、基材１００と被覆層３００の熱膨張係数に適合した熱膨張係数を有する同質の高融点金属から作られている。実施形態２において、これらは熱膨張係数が適合した異なる材料から作られている。実施形態１において、ロッド２１０および／又はナット２２０はさらに耐エッチング性を有するニッケルその他の導電性材料でメッキされている。（図示せず。）図示されるように、ロッド２１０には基材１００のネジ孔にネジで締結されている。実施形態１では、ロッド２１０は基材１００のめくら孔に圧入又は接着されている。（図示せず。）   A connector nut 220 is used to fix the threaded connector rod 210. In the first embodiment, the threaded connector rod 210 and the connector nut 220 are made of a homogeneous high-melting-point metal having a thermal expansion coefficient that matches that of the base material 100 and the coating layer 300. In embodiment 2, they are made from different materials with matched coefficients of thermal expansion. In the first embodiment, the rod 210 and / or the nut 220 is further plated with nickel or other conductive material having etching resistance. (Not shown) As shown in the figure, the rod 210 is fastened to the screw hole of the substrate 100 with a screw. In the first embodiment, the rod 210 is press-fitted or bonded to the blind hole of the substrate 100. (Not shown)

蒸着工程では、部分的シャドーイングのため、鋭角部や隙間部に適切な被覆を施すことが難しい場合が時としてあり、これら部分の被覆層が薄くなってウェーハプロセス装置の寿命を制限する結果となる。図４は、図３の異なる形態を示すもので、部分的シャドーイングへの対策を施したものである。この形態において、コネクタナット２２１はテーパ部を有しており、基材１００からナット２２１にかけての移行部分で十分な被覆形成過程において被覆が形成されるようにしたものである。さらにもう一つの形態（図示せず）では、ナット２２１の角部が丸型に加工されており、被覆層中の応力を緩和し、被覆層の剥離を抑制している。   In the vapor deposition process, due to partial shadowing, it is sometimes difficult to apply an appropriate coating on sharp corners and gaps, and the coating layer on these parts becomes thin, limiting the life of the wafer processing equipment. Become. FIG. 4 shows a different form of FIG. 3 in which measures against partial shadowing are taken. In this embodiment, the connector nut 221 has a tapered portion, and a coating is formed in a sufficient coating forming process at a transition portion from the base material 100 to the nut 221. In yet another embodiment (not shown), the corner portion of the nut 221 is processed into a round shape to relieve stress in the coating layer and suppress peeling of the coating layer.

図５に示されるウェーハプロセス装置１０のさらにもう一つの実施形態では、コネクタナット２２１にさらに充填材が付与されており、基材からナットへの移行部分に耐食性かつ高温使用に耐えるビード状充填材２３０が施されている。実施形態１において、充填材２３０は図４に示したテーパナットと同様な機能を有し、蒸着工程における部分的シャドーイングを最小化する。もう一つの形態において、充填材２３０は被覆層３００が腐食物質に対し十分な保護機能を発揮せず、早い時期に消耗してしまった場合の２次的な防御を提供する。   In yet another embodiment of the wafer processing apparatus 10 shown in FIG. 5, a filler is further added to the connector nut 221, and a bead-like filler that is resistant to corrosion and high-temperature use at the transition portion from the base material to the nut. 230 is applied. In the first embodiment, the filler 230 has the same function as the tapered nut shown in FIG. 4 and minimizes partial shadowing in the deposition process. In another form, the filler 230 provides secondary protection in the event that the coating layer 300 does not provide sufficient protection against corrosive substances and is exhausted early.

図６は図３に示す装置１０のもう一つの形態の断面を示すもので、付加的電極２０２がさらに追加されている。図示するように、電極２００はヒータ電極、電極２０２は静電チャック電極として使用することができる。もう一つの方法として、２つの電極をそれぞれ独立したヒータ電極として使用することもできる。もう一つの実施形態では、これらの電極は独立した静電チャック電極として使用される。   FIG. 6 shows a cross-section of another form of the device 10 shown in FIG. 3 with additional electrodes 202 added. As shown, the electrode 200 can be used as a heater electrode, and the electrode 202 can be used as an electrostatic chuck electrode. Alternatively, the two electrodes can be used as independent heater electrodes. In another embodiment, these electrodes are used as independent electrostatic chuck electrodes.

図７は、図４に示すテーパ状コネクタナット２２１を使用したウェーハプロセス装置１０のもう一つの実施形態を示す断面図で、付加的電極２０２が追加されており、この付加的電極はヒータ電極又は静電チャック電極として機能する。   FIG. 7 is a cross-sectional view showing another embodiment of the wafer processing apparatus 10 using the tapered connector nut 221 shown in FIG. 4, and an additional electrode 202 is added, and this additional electrode is a heater electrode or Functions as an electrostatic chuck electrode.

図８は、図５に示すウェーハプロセス装置１０のヒータに関する一つの実施形態を示す断面図で、第２の電極が基材に追加されている。図示したように、封止材／充填材２３０が全ての電気接続部に対し、基材からナットへの移行領域を形成している。   FIG. 8 is a cross-sectional view showing one embodiment of the heater of the wafer processing apparatus 10 shown in FIG. 5, in which a second electrode is added to the substrate. As shown, the encapsulant / filler 230 forms a transition region from the substrate to the nut for all electrical connections.

図９はウェーハプロセス装置１０のもう一つの実施形態を示す断面図である。本実施形態においては、被覆層３００が形成された後に接点部分を部分的に取り除き、耐食性のコネクタロッド２１０とナット２２０を取り付けている。さらに本実施形態では、（部分的に曝された）電極２００、コネクタロッド２１０、ナット２１０、およびワッシャー、バネなど他の部品（図示せず）は導電性で耐食性を有する材料から成っている。実施形態１においてこれ等の部品は、ニッケル、コバルト、鉄、さらにハフニウム、ジルコニウムおよびセリウムの酸化物、炭化物およびそれらの混合物のグループから選択される耐食性、導電性材料を含み、その熱膨張係数が基材１００の熱膨張係数と近似的に適合している。これ等の材料の例として、インバール（Ｉｎｖａｒ）およびコバール（Ｋｏｖａｒ）の商品名で販売されている超合金があるが、これ等に限定されるものではない。この構造により、例えばアルミニウムおよびその合金、ハフニウムおよびジルコニウムの炭化物、窒化物など被覆層形成工程に耐えることの出来ない、融点のより低い耐食性のコネクタ材料をコネクタ部品として使用する事が可能になる。被覆層３００を形成するための被覆層形成工程は、熱スプレー法、高温ＣＶＤ法その他蒸着法等、時として高温のプロセスが採用される。 FIG. 9 is a cross-sectional view showing another embodiment of the wafer processing apparatus 10. In the present embodiment, the contact portion is partially removed after the coating layer 300 is formed, and the corrosion-resistant connector rod 210 and the nut 220 are attached. Furthermore, in this embodiment, the electrode 200 (partially exposed), connector rod 210, nut 210, and other components (not shown) such as washers and springs are made of a conductive and corrosion resistant material. In Embodiment 1, these parts include a corrosion-resistant, conductive material selected from the group of nickel, cobalt, iron, hafnium, zirconium and cerium oxides, carbides and mixtures thereof, and their thermal expansion coefficient is The thermal expansion coefficient of the substrate 100 is approximately matched. Examples of these materials include, but are not limited to, superalloys sold under the trade names Invar and Kovar. This structure makes it possible to use, as a connector component, a corrosion-resistant connector material having a lower melting point that cannot withstand the coating layer forming process, such as aluminum and its alloys, hafnium and zirconium carbides and nitrides. The coating layer forming step for forming the coating layer 300 sometimes employs a high temperature process such as a thermal spray method, a high temperature CVD method, or other vapor deposition methods.

図１０は図９に示す実施形態を変形したものの断面図を示す。この実施形態において、電極２００は導電性の皮膜２０５によりメッキ又は被覆されている。実施形態１における保護皮膜２０５は、ニッケル、コバルト、鉄、さらにハフニウム、ジルコニウムおよびセリウムの酸化物、炭化物およびそれらの混合物のグループから選択される耐食性、導電性材料を含み、その熱膨張係数が電極２００の熱膨張係数と近似的に適合している。保護皮膜２０５は、これらに限られるものではないが電解メッキ、無電解メッキ、塗装、スプレー法、蒸着法、スパッタリング、ＣＶＤ等を含む公知の方法を用いて電極２００上に形成できる。   FIG. 10 shows a cross-sectional view of a modification of the embodiment shown in FIG. In this embodiment, the electrode 200 is plated or coated with a conductive film 205. The protective film 205 in Embodiment 1 includes a corrosion-resistant, conductive material selected from the group consisting of nickel, cobalt, iron, hafnium, zirconium and cerium oxides, carbides, and mixtures thereof, and has a thermal expansion coefficient of an electrode. Approximate fit with a coefficient of thermal expansion of 200. The protective film 205 can be formed on the electrode 200 using a known method including, but not limited to, electrolytic plating, electroless plating, painting, spraying, vapor deposition, sputtering, and CVD.

図１１は本発明のもう一つの実施形態を示すもので、電極２００に耐食性充填材２３０が付与されている。耐食性充填材／封止材２３０を使用することで、（図１０に図示された）電極２００の耐食性材料又は電極保護皮膜２０５の使用を回避することができる。実施形態１において、電極２００はモリブデンを含み、ＡｌＮ製基材の熱膨張係数に近似的に適合した熱膨張係数を有しているが、腐食性のフッ素ガスを含むある種のウェーハ製造工程環境に必要な耐食性を有していない。   FIG. 11 shows another embodiment of the present invention, in which a corrosion resistant filler 230 is applied to the electrode 200. By using the corrosion resistant filler / encapsulant 230, the use of the corrosion resistant material of the electrode 200 or the electrode protective coating 205 (shown in FIG. 10) can be avoided. In the first embodiment, the electrode 200 includes molybdenum and has a thermal expansion coefficient that approximately matches the thermal expansion coefficient of the AlN substrate, but includes certain wafer manufacturing process environments that include corrosive fluorine gas. Does not have the necessary corrosion resistance.

もう一つの実施形態を示す図１２では、装置１０のセラミックス製芯基材に凹部が加工されており、これらの凹部に機械加工された導電性のネジ付挿入部品２４０が具備され、凹部のナット２２０に固定されている。ロッドとナットの周りの空間には耐食性の充填材２３０が充填されている。本実施形態において、ネジ付挿入部品２４０、ナット２２０および充填材２３０は、電極２００および被覆材３００を形成する前に組み立てられる。コネクタロッド２１０（図示せず）は、被覆層形成後に機械加工されたネジ付挿入部品にネジ込むことができる。本実施形態のネジ付挿入部品および充填材の使用は、セラミックス基材へのネジ孔加工が困難な場合に特に有効である。挿入部品は、圧入組み立てでは熱膨張係数の適合する接着剤を使用又は選定することが困難な場合にも使用することができる。   In FIG. 12, which shows another embodiment, recesses are machined into the ceramic core substrate of the apparatus 10, and conductive threaded inserts 240 machined into these recesses are provided, with the nuts in the recesses. 220 is fixed. A space around the rod and nut is filled with a corrosion-resistant filler 230. In this embodiment, the threaded insert 240, the nut 220, and the filler 230 are assembled before the electrode 200 and the covering material 300 are formed. Connector rod 210 (not shown) can be screwed into a threaded insert that is machined after the coating layer is formed. The use of the threaded insertion part and the filler according to the present embodiment is particularly effective when it is difficult to thread the ceramic substrate. The insert can also be used when it is difficult to use or select an adhesive with a suitable coefficient of thermal expansion in press-fit assembly.

図１３は図１２に示した実施形態の変形で、ネジ付挿入部品の代わりにロッド状部品２５０が使用されており、さらにナット２２０が追加されて接続部の強化、保護を行っている。
FIG. 13 is a modification of the embodiment shown in FIG. 12, in which a rod-shaped part 250 is used instead of a threaded insertion part, and a nut 220 is further added to strengthen and protect the connection part.

図１４は、挿入部品を用いたさらにもう一つの実施形態の断面図である。図示したように、セラミック基材に穿孔された凹部に導電性の挿入部品２４０が設置されている。この挿入部品はニッケル又は他の導電性、耐エッチング性材料によりメッキされている。（図示せず）この挿入部品はナット２２０によりネジ固定されている。挿入部品は十分な長さを有しており、基材の表面（ウェーハがウェーハプロセス装置に接触する面と反対の面）から突出している。ナット２２０の周りの空間は耐食性の充填材２３０によって満たされている。本実施形態において、挿入部品２４０、ナット２２０、充填材２３０は、電極２００の形成後かつ被覆層３００の形成前に最終的な組み立てを行う。   FIG. 14 is a cross-sectional view of still another embodiment using an insertion part. As shown in the drawing, a conductive insertion component 240 is installed in a recess formed in the ceramic substrate. The insert is plated with nickel or other conductive, etch resistant material. (Not shown) This insertion part is screwed by a nut 220. The insertion part has a sufficient length and protrudes from the surface of the substrate (the surface opposite to the surface where the wafer contacts the wafer processing apparatus). The space around the nut 220 is filled with a corrosion resistant filler 230. In the present embodiment, the insertion component 240, the nut 220, and the filler 230 are finally assembled after the electrode 200 is formed and before the coating layer 300 is formed.

図１５はウェーハプロセス装置のやや異なった実施形態を示す。本実施形態において、被覆層３００はウェーハと接触しない面にのみ施されている。ある種の用途では、被覆層３００は非理想的な場合がある。すなわち、発塵およびガス層の核生成に起因するノジュール等の欠陥および好ましくない要素の形成、又は被覆層が不均一、ないしは層厚さが不規則になる等である。このような非理想的な表面は、ウェーハの好適な熱的接触および／又は焦点ズレを起こす原因となる。図１５に示すこの実施形態においては、ウェーハ接触面に成膜を行わないため、上記の不完全さを緩和することができる。   FIG. 15 shows a slightly different embodiment of the wafer processing apparatus. In the present embodiment, the coating layer 300 is applied only to the surface that does not contact the wafer. For certain applications, the cover layer 300 may be non-ideal. That is, defects such as nodules due to dust generation and gas layer nucleation and formation of undesirable elements, or the coating layer is uneven or the layer thickness is irregular. Such non-ideal surfaces cause suitable thermal contact and / or defocusing of the wafer. In this embodiment shown in FIG. 15, since the film formation is not performed on the wafer contact surface, the above incompleteness can be alleviated.

図１６は図１４に示す実施形態の変形例を示すもので、***部および／又は陥没部および／又はメーサ（台形突起）部２７０を基材に含むものである。実施形態１において、***部は基材の全面に形成されている。もう一つの実施形態において、***面２７０は少なくともウェーハと接触する表面部分に設けられている。被覆層３００はこれら２７０を特徴付ける一般的な輪郭に沿って形成される。いくつかの実施形態において、この***表面部分はウェーハとの接触面積を減少させるため、非理想性に起因する欠陥や危険性を低減する。   FIG. 16 shows a modification of the embodiment shown in FIG. 14, and includes a raised portion and / or a depressed portion and / or a mesa (trapezoidal protrusion) portion 270 in the base material. In the first embodiment, the raised portion is formed on the entire surface of the base material. In another embodiment, the raised surface 270 is provided at least on the surface portion that contacts the wafer. The covering layer 300 is formed along the general contour that characterizes these 270. In some embodiments, this raised surface portion reduces the contact area with the wafer, thus reducing defects and hazards due to non-idealities.

図１７は図１５および図１６に示す装置の特徴を兼ね備えた実施形態を示す断面図で、ノジュールや被覆層の不均一、ないしは層厚さの不規則と言った非理想性に起因する、ウェーハの接触不良の問題を最小化することができる。   FIG. 17 is a cross-sectional view showing an embodiment having the features of the apparatus shown in FIGS. 15 and 16, and the wafer is caused by non-idealities such as nodules and coating layer non-uniformity or irregular layer thickness. The problem of poor contact can be minimized.

図１８はウェーハプロセス装置１０のもう一つの実施形態を示すものである。本実施形態において基材１００はセラミックス製ではなく、グラファイト、モリブデン等の高融点金属などを例とする導電性材料となっている。図示したように、基材１００には（オプションとして）ＴａＣ等の結合層、又は接合促進層２１１がさらに被覆されている。また圧入、接着、ネジ込み等の公知の方法で、絶縁性挿入部品２１２が基材１００に挿入されている。基材はその後、絶縁性の下地層２１３で被覆される。次いで、電極２００が形成され、ロッド２１０およびナット２２０の挿入、さらに被覆層３００が形成される。絶縁性下地層２１３は被覆層３００と同質又は異なる材料で、いずれの層もこれらに限られるものではないがＣＶＤ、熱ＣＶＤ、ＥＴＰ、イオンプレーティング等の公知の方法で形成される。   FIG. 18 shows another embodiment of the wafer processing apparatus 10. In this embodiment, the base material 100 is not made of ceramics but is a conductive material such as refractory metals such as graphite and molybdenum. As shown, the substrate 100 is (optionally) further coated with a bonding layer such as TaC or a bonding promoting layer 211. Further, the insulating insert 212 is inserted into the base material 100 by a known method such as press fitting, bonding, screwing or the like. The substrate is then covered with an insulating underlayer 213. Next, the electrode 200 is formed, the rod 210 and the nut 220 are inserted, and the covering layer 300 is formed. The insulating underlayer 213 is made of the same or different material as that of the coating layer 300, and any layer is not limited to these, but is formed by a known method such as CVD, thermal CVD, ETP, or ion plating.

図１９は図１８に示す実施形態の変形を示す。本実施形態において、セラミックス製の挿入部品は被覆された貫通孔２１９に置き換えられており、被覆層３００形成の前に、この貫通孔を電極ロッド２１０が貫通し、ロッド２１０のいずれかの端部にナット２２０が取り付けられる。一つの実施形態において、ナットにはテーパ又はＲ（角丸）が付けられている。もう一つの実施形態（図示せず）において、充填材２３０は封入又は接続の保護のために用いられる。   FIG. 19 shows a variation of the embodiment shown in FIG. In this embodiment, the ceramic insert is replaced with a covered through-hole 219, and before the coating layer 300 is formed, the electrode rod 210 passes through this through-hole and either end of the rod 210 is inserted. A nut 220 is attached to the head. In one embodiment, the nut is tapered or rounded (R). In another embodiment (not shown), the filler 230 is used for encapsulation or connection protection.

図２０はウェーハプロセス装置１０のさらにもう一つの実施形態を示す断面図である。本実施形態において、基材４０１はグラファイト等の導電性材料から成り、熱分解窒化ボロン等の絶縁層４０２により被覆されている。熱分解グラファイトを例とする電極２００が絶縁層４０２上に形成される。図示の実施形態１において、電極２００は少なくとも一層の絶縁性被覆層４０３で覆われる。次の工程で、電極２００の一部は剥離され、焼結窒化アルミ二ウムなどで作られた耐食性ワッシャー４０４が取り付けられる。このアッセンブリ全体は、熱分解グラファイト製の耐エッチング被覆層４０５によって覆われる。最後に、窒化ハフニウム、コバルト、ニッケル、コバール超合金等を含む材料から成るバネ加圧式接点など、導電性耐食性加圧接点４０６が取り付けられる。   FIG. 20 is a cross-sectional view showing still another embodiment of the wafer processing apparatus 10. In the present embodiment, the base material 401 is made of a conductive material such as graphite and is covered with an insulating layer 402 such as pyrolytic boron nitride. An electrode 200 such as pyrolytic graphite is formed on the insulating layer 402. In the illustrated embodiment 1, the electrode 200 is covered with at least one insulating coating layer 403. In the next step, part of the electrode 200 is peeled off and a corrosion resistant washer 404 made of sintered aluminum nitride or the like is attached. The entire assembly is covered with an etching resistant coating 405 made of pyrolytic graphite. Finally, a conductive corrosion resistant pressure contact 406 is attached, such as a spring pressure contact made of a material including hafnium nitride, cobalt, nickel, Kovar superalloy, and the like.

図２１は図２０に示す実施形態の変形で、耐食性加圧接点の代わりにボルト４０７が使用されている。本実施形態においては、耐食性絶縁性ライナー４０８によって内部を覆われた貫通孔にボルト４０７が貫通している。実施形態１では、内部を覆われた貫通孔に焼結セラミックスの管が使用されている。   FIG. 21 is a modification of the embodiment shown in FIG. 20 in which a bolt 407 is used instead of the corrosion-resistant pressure contact. In the present embodiment, the bolt 407 passes through the through-hole covered with the corrosion-resistant insulating liner 408. In the first embodiment, a sintered ceramic tube is used for a through hole whose inside is covered.

本発明の耐食性構造は図示した実施形態に限定されるものではなく、各実施形態の特徴を、耐食性接続部を有するウェーハプロセス装置の概念を逸脱することなく、組み合わせ、あるいは改変したいくつもの変形形態があることを注記する。   The corrosion-resistant structure of the present invention is not limited to the illustrated embodiments, and a number of variations in which the features of each embodiment are combined or modified without departing from the concept of a wafer processing apparatus having a corrosion-resistant connection portion. Note that there is.

耐食性充填材／接合材／保護用封入材；
耐食性接続部分を有する本発明の各種実施形態には、図示したように、ある種の耐食性充填材２３０が使用されている。 Corrosion resistant filler / bonding material / protective encapsulant ;
In various embodiments of the present invention having a corrosion resistant connecting portion, as shown, certain types of corrosion resistant fillers 230 are used.

ここで用いる「充填材」と言う用語は、「封止材」、「接着剤」、「接合材」、「保護用封入材」と互換的に用いられ、電極、コネクタ、ロッド、およびナット、リベット等の止め具などウェーはプロセス装置の部品をさらに保護するための材料を示す。この充填材は耐熱性を有し、例えばグラファイト製ヒータや金属製止め具など他の部品と熱的に適合した、各種のセラミックス、ガラス、又はガラス状セラミックスを含むことができる。   As used herein, the term “filler” is used interchangeably with “sealant”, “adhesive”, “joining material”, “protective encapsulant” and includes electrodes, connectors, rods and nuts, Ways such as rivets and other fasteners indicate materials to further protect the parts of the process equipment. The filler is heat resistant and can include various ceramics, glasses, or glassy ceramics that are thermally compatible with other components such as, for example, graphite heaters and metal fasteners.

充填材が熱的に適合すると事は、充填材マトリックスの熱膨張係数が、隣接する基材のそれに近似的に適合すれば、熱サイクルに曝された際の材料の示差熱膨張が小さくなって充填材の剥離や剥がれが起こらないと言うことを示している。実施形態１において、充填材はセラミックス基材および金属製接続部品／止め具の中間の熱膨張係数を有した材料から成っている。ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラス、石英ガラスおよびこれらの混合ガラスは、充填材として適する例に挙げられる。   The fact that the filler is thermally compatible means that if the coefficient of thermal expansion of the filler matrix closely matches that of the adjacent substrate, the differential thermal expansion of the material when exposed to thermal cycling is reduced. This indicates that no peeling or peeling of the filler occurs. In Embodiment 1, the filler is made of a material having a thermal expansion coefficient intermediate between the ceramic substrate and the metal connecting part / stopper. Borosilicate glass, aluminosilicate glass, quartz glass and mixed glass thereof are listed as examples suitable as fillers.

また、半導体工程環境に化学的に適合する充填材とは、腐食性ガスおよびそのプラズマに対し反応性が低い充填材で、たとえガス中のフッ素との反応が起こったとしても、その反応生成物は高融点の化合物で、プラズマ又は腐食性ガスによる腐食を抑制する効果を有する充填材を意味する。   A filler that is chemically compatible with the semiconductor process environment is a filler that is less reactive to corrosive gases and their plasmas, even if they react with fluorine in the gas. Means a high melting point compound and means a filler having an effect of suppressing corrosion by plasma or corrosive gas.

一つの実施形態において、充填材の組成には周期律表のＩＩａ族、ＩＩＩａ族およびＩＶａ族の元素から成るグループから選択される少なくとも１つの元素が含まれている。ここで言うＩＩａ族元素とは、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、ＳｒおよびＢａを含むアルカリ土類金属元素を意味する。ＩＩＩａ族はＳｃ、Ｙ又はランタノイド元素を意味する。ここで言うＩＶａ族元素とはＴｉ、Ｚｒ又はＨｆを意味する。   In one embodiment, the filler composition includes at least one element selected from the group consisting of Group IIa, Group IIIa and Group IVa elements of the Periodic Table. The IIa group element here means an alkaline earth metal element including Be, Mg, Ca, Sr and Ba. Group IIIa means Sc, Y or a lanthanoid element. The IVa group element mentioned here means Ti, Zr or Hf.

好適な充填材の組成の例として、ランタンアルミノシリケート（ＬＡＳ）、マグネシウムアルミノシリケート（ＭＡＳ）、カルシウムアルミノシリケート（ＣＡＳ）、イットリウムアルミノシリケート（ＹＡＳ）が挙げられるが、これらに限定されるものではない。マトリックス材料は、意図された用途に予期される要求に基づいて選択される。実施形態１では、マトリックス材料は理論的平均熱膨張係数が４．９×１０−６／ＫのＡｌＮ被覆層と理論的平均熱膨張係数が５．３×１０−６／Ｋのグラファイト製ヒータエレメントを有するヒータ用途に適合するよう選択される。もう一つの実施形態における充填材は、熱膨張係数が４．９×１０−６／ＫのＡｌＮ被覆層と高融点金属製止め具の熱膨張係数の中間になるよう選択されており、これら高融点金属製止め具は、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）又は銅タングステン合金（ＣｕＷ）、銅モリブデン合金（ＣｕＭｏ；８５／１５ＣｕＭｏの熱膨張係数６．９ｐｐｍ／Ｃ）、モリブデンマンガン合金（ＭｏＭｎ）などを含んでいる。 Examples of suitable filler compositions include, but are not limited to, lanthanum aluminosilicate (LAS), magnesium aluminosilicate (MAS), calcium aluminosilicate (CAS), and yttrium aluminosilicate (YAS). . The matrix material is selected based on the anticipated requirements for the intended application. In the first embodiment, the matrix material is an AlN coating layer having a theoretical average thermal expansion coefficient of 4.9 × 10 −6 / K and a graphite heater element having a theoretical average thermal expansion coefficient of 5.3 × 10 −6 / K. Are selected to suit heater applications. The filler in another embodiment is selected to be intermediate between the thermal expansion coefficients of the AlN coating layer with a thermal expansion coefficient of 4.9 × 10 −6 / K and the refractory metal fastener. The melting point metal stoppers are tungsten (W), molybdenum (Mo), tantalum (Ta) or copper tungsten alloy (CuW), copper molybdenum alloy (CuMo; 85/15 CuMo thermal expansion coefficient 6.9 ppm / C), molybdenum Manganese alloy (MoMn) is included.

一つの実施形態において、充填材の組成はＢａＯ―Ａｌ２Ｏ３―Ｂ２Ｏ３―ＳｉＯ２ガラスに基づいており、オプションとして熱膨張係数を基材のそれに合わせるためＬａ２Ｏ３、ＺｒＯ２又はＮｉＯが添加されている。実施態様１において、この組成は３０から４０モル％のＢａＯ、５から１５モル％のいずれか一項；１０から２５モル％のＢ２Ｏ３、２５から４０モル％のＳｉＯ２；０から１０モル％のＬａ２Ｏ３；０から１０モル％のＺｒＯ２；０から１０モル％のＮｉＯを含み、Ｂ２Ｏ３／ＳｉＯ２のモル比が０．２５から０．７５となっている。もう一つの実施形態では、ＡｌＮ被覆層とグラファイト基層の熱膨張係数に充填材のそれを適合させるため、Ｌａ２Ｏ３、ＺｒＯ２又はＮｉＯが添加されている。ここでＬａ２Ｏ３とＮｉＯはガラスの熱膨張係数を増大させ、ＺｒＯ２はガラスの熱膨張係数を減少させる。 In one embodiment, the filler composition is based on BaO—Al 2 O 3 —B 2 O 3 —SiO 2 glass and optionally La 2 O 3 , ZrO 2 to match the coefficient of thermal expansion to that of the substrate. Or NiO is added. In embodiment 1, the composition comprises 30 to 40 mol% BaO, 5 to 15 mol%; 10 to 25 mol% B 2 O 3 , 25 to 40 mol% SiO 2 ; 0 to 10 It contains mol% La 2 O 3 ; 0 to 10 mol% ZrO 2 ; 0 to 10 mol% NiO, and the B 2 O 3 / SiO 2 molar ratio is 0.25 to 0.75. In another embodiment, La 2 O 3 , ZrO 2 or NiO is added to match that of the filler to the thermal expansion coefficients of the AlN coating layer and the graphite base layer. Here, La 2 O 3 and NiO increase the thermal expansion coefficient of the glass, and ZrO 2 decreases the thermal expansion coefficient of the glass.

もう一つの実施形態において、充填材はバリウムランタンケイ酸（ＢＬＳ）ガラスであり、一般的に３０−３５モル％ＢａＯ、１０−１５モル%Ｌａ２Ｏ３、および５０−６０モル%ＳｉＯ２の組成を有しており、熱膨張係数は１０−１２ｐｐｍ、軟化点は７５０°Ｃから８５０°Ｃとなっている。 In another embodiment, the filler is barium lanthanum silicate (BLS) glass, commonly 30-35 mole% BaO, 10-15 mol% La 2 O 3, and 50-60 mol% SiO 2 The composition has a thermal expansion coefficient of 10-12 ppm and a softening point of 750 ° C to 850 ° C.

さらにもう一つの実施形態において、充填材の組成はイットリア含有量２５から５５重量％、融点１６００未満、狭い幅のガラス転移温度８８４から８９５°ＣのＹ２Ｏ３―Ａｌ２Ｏ３―ＳｉＯ２(ＹＡＳ)ガラスに基づいており、その熱膨張係数はＹ２Ｏ３の増加とともに増大し、またＳｉＯ２の増加とともに減少する。実施形態１におけるＹＡＳ製充填材の組成は、２５−５５重量％のＹ２Ｏ３、１３−３５重量%のＡｌ２Ｏ３および２５−５５重量%のＳｉＯ２を含み、熱膨張係数は３１から７０×１０−７／Ｋとなっている。実施形態２におけるＹＡＳ製充填材の組成は、すべてモル％で１７Ｙ２Ｏ３−１９Ａｌ２Ｏ３−６４ＳｉＯ２を含み、非常に優れた化学的耐性を有している。 In yet another embodiment, the filler composition is Y 2 O 3 —Al 2 O 3 —SiO 2 with an yttria content of 25 to 55 wt%, a melting point of less than 1600, and a narrow glass transition temperature of 884 to 895 ° C. Based on (YAS) glass, its coefficient of thermal expansion increases with increasing Y 2 O 3 and decreases with increasing SiO 2 . The composition of the YAS filler in the embodiment 1 includes 25-55 wt% Y 2 O 3 , 13-35 wt% Al 2 O 3 and 25-55 wt% SiO 2 , and has a thermal expansion coefficient of 31. To 70 × 10 −7 / K. The composition of the YAS made filler in the second embodiment, all include 17Y 2 O 3 -19Al 2 O 3 -64SiO 2 in mol% and has a very good chemical resistance.

実施形態１においては、隣接する基材との熱膨張係数の適合を図るため、ＹＡＳガラスに十分な量のドーパント（微量添加物）が添加されている。微量添加物の例として、ガラスの熱膨張係数を高めるＢａＯ、Ｌａ２Ｏ３又はＮｉＯ、熱膨張係数を低下させるＺｒＯ２が挙げられる。 In the first embodiment, a sufficient amount of dopant (a trace additive) is added to the YAS glass in order to match the thermal expansion coefficient with the adjacent substrate. Examples of trace additives include BaO, La 2 O 3 or NiO that increase the thermal expansion coefficient of glass, and ZrO 2 that decreases the thermal expansion coefficient.

実施形態３において充填材の組成は、酸素を除く金属原子の原子比率で１から３０原子％のＩＩａ族、ＩＩＩａ族およびＩＶａ族元素と、２０から９９原子％のＳｉ元素を含む。実施形態１のアルミノケイ酸ガラスの場合、その組成は２０から９８原子％のＳｉ元素、１から３０原子%のＹ、Ｌａ又はＣｅ元素さらに１から５０原子％のＡｌ元素を含んでいる。さらにもう一つの実施形態において、アルミノケイ酸ガラスは（Ｓｉ：Ａｌ：ＩＩＩａ族）の金属元素のそれぞれの比率が（７０：２０：１０）、（５０：２０：３０）、 （３０：４０：３０）、（３０：５０：２０）、（４５：５０：５）および（７０：２５：５）の各点を結んだ範囲の中に入るようになっている。実施形態１のジルコニアケイ酸ガラス充填材の場合、その組成は２０から９８原子％のＳｉ元素、１から３０原子%のＹ、Ｌａ又はＣｅ元素さらに１から５０原子％のＺｒ元素を含んでいる。一例として、ジルコニアケイ酸ガラスは（Ｓｉ：Ｚｒ：ＩＩＩａ族）の金属元素のそれぞれの比率が（７０：２５：５）、（７０：１０：２０）、（５０：２０：３０）、（３０：４０：３０）、（３０：５０：２０）および（４５：５０：５）の各点を結んだ範囲の中に入るようになっている。もう一つの実施形態において、ジルコニアケイ酸ガラス充填材は（Ｓｉ：Ｚｒ：ＩＩＩａ族）の金属元素のそれぞれの比率が（７０：２５：５）、（７０：１０：２０）、（５０：２２：２８）、（３０：４２：２８）、（３０：５０：２０）および（４５：５０：５）の各点を結んだ範囲の中に入るようになっている。ＩＩa族元素を含むジルコニアケイ酸ガラスの場合、（Ｓｉ：Ｚｒ：ＩＩａ族）の金属元素のそれぞれの比率が（７０：２５：５）、（４５：２５：３０）、（３０：４２：３０）、（３０：５０：２０）および（５０：４５：５）の各点を結んだ範囲の中に入るようになっている。   In Embodiment 3, the composition of the filler includes 1 to 30 atomic% of Group IIa, Group IIIa and IVa elements and 20 to 99 atomic% of Si element in terms of the atomic ratio of metal atoms excluding oxygen. In the case of the aluminosilicate glass of Embodiment 1, the composition contains 20 to 98 atomic% Si element, 1 to 30 atomic% Y, La or Ce element, and 1 to 50 atomic% Al element. In yet another embodiment, the aluminosilicate glass has a (Si: Al: IIIa group) metal element ratio of (70:20:10), (50:20:30), (30:40:30), ), (30:50:20), (45: 50: 5), and (70: 25: 5). In the case of the zirconia silicate glass filler of Embodiment 1, the composition contains 20 to 98 atomic% Si element, 1 to 30 atomic% Y, La or Ce element, and 1 to 50 atomic% Zr element. . As an example, zirconia silicate glass has (Si: Zr: IIIa group) metal element ratios of (70: 25: 5), (70:10:20), (50:20:30), (30 : 40: 30), (30:50:20), and (45: 50: 5) are within the range connecting the points. In another embodiment, the zirconia silicate glass filler has a ratio of (70: 25: 5), (70:10:20), (50:22) to each of the (Si: Zr: IIIa group) metal elements. : 28), (30:42:28), (30:50:20) and (45: 50: 5). In the case of the zirconia silicate glass containing the IIa group element, the ratio of the metal elements of (Si: Zr: IIa group) is (70: 25: 5), (45:25:30), (30:42:30). ), (30:50:20) and (50: 45: 5).

実施形態１における充填材の組成は、ＳｉＯ２とＹ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｅｕ、Ｄｙ等の酸化物、これ等いずれかの金属のフッ化物、又はイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）を含む耐プラズマ材料の混合物である。これ等金属酸化物および／又はこれ等金属酸化物と酸化アルミニウムの組合せを使用することもできる。例えば、Ｙ２Ｏ３は少量比率（通常、体積比で２０％未満）のＡｌ２Ｏ３と組み合わせて使用することが可能で、これにより下に形成されたヒータ基材に、ガラス充填材の熱膨張係数を合わせることができる。 The composition of the filler in the first embodiment includes SiO 2 and oxides such as Y, Sc, La, Ce, Gd, Eu, and Dy, fluorides of any of these metals, or yttrium aluminum garnet (YAG). Is a mixture of plasma resistant materials. These metal oxides and / or combinations of these metal oxides and aluminum oxide can also be used. For example, Y 2 O 3 can be used in combination with a small proportion (usually less than 20% by volume) of Al 2 O 3 , so that the heater substrate formed underneath the glass filler The thermal expansion coefficient can be matched.

充填材の形成方法と適用：
実施形態１における充填材の構成はペースト又は塗料となっており、本発明のウェーハプロセス装置の接合部分の周りに塗布される。実施形態１では、充填材は接合部品又は止め具周辺に広がりを持ったビードを形成している。実施形態２における充填材は塗料の形態で、接合部品又は止め具にスプレー又は塗布され、少なくとも０．１ｍｉｌの保護皮膜を形成し、接合部位を半導体製造工程環境の塩素又はフッ素に対して保護している。実施形態３における保護皮膜は、少なくとも０．５ｍｉｌの厚みを有している。 Filler forming method and application:
The configuration of the filler in the first embodiment is a paste or a paint, and is applied around the bonded portion of the wafer processing apparatus of the present invention. In the first embodiment, the filler forms a bead having a spread around the joining component or the stopper. The filler in embodiment 2 is in the form of paint and is sprayed or applied to the joining parts or fasteners to form a protective coating of at least 0.1 mil to protect the joining sites against chlorine or fluorine in the semiconductor manufacturing process environment. ing. The protective film in Embodiment 3 has a thickness of at least 0.5 mil.

さらにもう一つの実施形態において、充填材はガラスセラミックスを適用する際の公知の方法、すなわち熱／火焔スプレー法、プラズマ放電スプレー法、スパッタリング、化学気相蒸着法などの方法により形成され、少なくとも０．５ｍｉｌの被覆層／封止層として、接点および近接部品間の開口部、亀裂部等を封止し、またヒータの保護層として機能する。実施形態１において、保護被覆封止層の厚さは０．５から約４ｍｉｌとなっている。さらにもう一つの実施形態では、封止する基材の表面をガラスセラミックス組成の層を被覆する前に、予め少なくとも１５０から２００°Ｃに加熱する。   In yet another embodiment, the filler is formed by a known method for applying glass ceramics, that is, a method such as heat / fire spraying, plasma discharge spraying, sputtering, chemical vapor deposition, etc. As a coating layer / sealing layer of .5 mil, it seals openings and cracks between contacts and adjacent parts and functions as a protective layer for the heater. In Embodiment 1, the thickness of the protective coating sealing layer is 0.5 to about 4 mil. In yet another embodiment, the surface of the substrate to be sealed is preheated to at least 150 to 200 ° C. prior to coating the layer of glass ceramic composition.

ヒータ又はウェーハホルダ装置における接合材／被覆層又は封止材は、４００度を超える半導体製造環境の酸化又は還元雰囲気中で、相当期間（１０時間）に渡り保護を提供する。さらに充填材は、各種ヒータ部品が数百回の熱サイクルに曝された際に潜在的に発生しうる熱膨張係数のミスマッチを緩和する。ペースト状充填材の一つの実施形態では、充填材は粉砕されたガラス原料（フリット）で、１００メッシュの平均粒径を有している。実施形態１では、ガラスフリットは８０メッシュ未満の平均粒系を有している。実施形態２では、平均粒径は６０メッシュ未満である。実施形態３では、平均粒径は４０メッシュ未満である。   The bonding material / coating layer or encapsulant in the heater or wafer holder device provides protection for a considerable period (10 hours) in an oxidizing or reducing atmosphere of the semiconductor manufacturing environment above 400 degrees. In addition, the filler mitigates the mismatch in thermal expansion coefficients that can potentially occur when various heater components are exposed to hundreds of thermal cycles. In one embodiment of the pasty filler, the filler is a crushed glass material (frit) having an average particle size of 100 mesh. In Embodiment 1, the glass frit has an average grain system of less than 80 mesh. In Embodiment 2, the average particle size is less than 60 mesh. In Embodiment 3, the average particle size is less than 40 mesh.

実施形態１におけるガラスフリットは、まず（溶液中で）金属酸化物粉末と混合され、その混合比はガラスフリット：金属酸化物比で８０：２０から９５：５の割合である。金属酸化物の例としては、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化イットリウム、酸化亜鉛などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。実施形態１における金属酸化物はＡｌ２Ｏ３であり、平均粒子サイズは約０．０５μｍである。実施形態３において、ガラスフリットは金属酸化物と溶液中、例えばコロイダルシリカ、コロイダルアルミナ、コロイダルイットリア、コロイダルジルコニアおよびそれらの混合物中で混合される。 The glass frit in Embodiment 1 is first mixed with the metal oxide powder (in solution), and the mixing ratio is a glass frit: metal oxide ratio of 80:20 to 95: 5. Examples of the metal oxide include, but are not limited to, aluminum oxide, magnesium oxide, calcium oxide, yttrium oxide, and zinc oxide. The metal oxide in Embodiment 1 is Al 2 O 3 and the average particle size is about 0.05 μm. In Embodiment 3, the glass frit is mixed with a metal oxide in a solution such as colloidal silica, colloidal alumina, colloidal yttria, colloidal zirconia and mixtures thereof.

実施形態１において、混合物はキャリア溶液とともにボールミル等の公知の装置で混合され、１０−２５重量％キャリア溶液に対し７５−９０重量％のガラスフリット／金属酸化物混合物の比率で、スラリー又はペーストを形成する。実施形態１におけるキャリア溶液は、１重量％未満の硝酸を含む蒸留水である。実施形態２におけるキャリア溶液はエチルアルコールと蒸留水の混合液である。実施形態３におけるキャリア溶液は水酸化リチウムである。   In Embodiment 1, the mixture is mixed with the carrier solution in a known device such as a ball mill, and the slurry or paste is mixed at a ratio of 75-90 wt% glass frit / metal oxide mixture to 10-25 wt% carrier solution. Form. The carrier solution in Embodiment 1 is distilled water containing less than 1 wt% nitric acid. The carrier solution in Embodiment 2 is a mixed solution of ethyl alcohol and distilled water. The carrier solution in Embodiment 3 is lithium hydroxide.

実験例１：本実験例では、試薬級の原材料を用い４５重量％のイットリウム酸化物、２０重量％のアルミニウム酸化物および３５重量％の二酸化ケイ素の均一な粉末を混合し、ガラスを形成した。前記の粉末混合物はプラチナ製坩堝で１４００°Ｃ、１時間の加熱を行った。溶融したガラスを鋼製の型に注ぎ込み、６８０°Ｃから室温まで１２時間かけて焼鈍した。このようにして作成したガラスを、Ａｌ２Ｏ３エレメントの粉砕機によりプロパノール中で粉砕し、平均粒径１００μｍのガラス粒子を得た。 Experimental Example 1: In this experimental example, a uniform powder of 45 wt% yttrium oxide, 20 wt% aluminum oxide and 35 wt% silicon dioxide was mixed using reagent grade raw materials to form a glass. The powder mixture was heated in a platinum crucible at 1400 ° C. for 1 hour. The molten glass was poured into a steel mold and annealed from 680 ° C. to room temperature over 12 hours. The glass thus prepared was pulverized in propanol with an Al 2 O 3 element pulverizer to obtain glass particles having an average particle diameter of 100 μm.

次いで、ガラス粒子を、ガラス粒子７５重量％、コロイダルアルミナ２５重量％の比率でアルミナ溶液中に加え、ガラス−セラミックス接合塗料／接合材とした。コロイダルアルミナ溶液は、一般に販売されているものでＮｙｃａｏｌ Ｎａｎｏ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製のＮｙａｃｏｌ（登録商標） ＡＬ２０ＤＷを使用した。本製品は２０−２５重量％のＡｌ２Ｏ３、１重量％未満の硝酸と７５−７９重量％の蒸留水を含んでいる。塗布に際しては、本ペーストを＞１０００°Ｃで過熱し下地部品を保護する耐エッチング層を形成した。高温で加熱することにより、ペーストは機能部品、導線、およびナット、ボルト、リベット等の止め具など（限定されるものではない）の被曝面上にシール（封止）を形成する。 Next, the glass particles were added to the alumina solution at a ratio of 75% by weight of glass particles and 25% by weight of colloidal alumina to obtain a glass-ceramic bonding paint / bonding material. The colloidal alumina solution is a commercially available product and Nyacol (registered trademark) AL20DW manufactured by Nycaol Nano Technologies was used. This product contains 20-25 wt% Al 2 O 3, less than 1 wt% nitric acid and 75-79 wt% of distilled water. At the time of application, the paste was overheated at> 1000 ° C. to form an etching resistant layer that protects the underlying component. By heating at a high temperature, the paste forms a seal (sealing) on the exposed surfaces of functional components, conductors, and fasteners such as but not limited to nuts, bolts, rivets and the like.

実験例２：セラミックス基材（ＡｌＮ）上に、導電性の加熱エレメント（モリブデンマンガン合金）を蒸着した。基材には電気接点部品を装着するための貫通孔が設けられている。次いで、Ｎｉメッキしたモリブデンのポストをモリブデン製止め具を用いて装着した。実験例１の接合材を、Ｎｉメッキしたモリブデンポスト、モリブデン止め具、ＡｌＮ基材上の加熱エレメントおよびＡｌＮ基材の周りの被曝部分に塗布した。次いで、電気接点を含むアッセンブリ全体上に、ＣＶＤ法を用いてＡｌＮ皮膜を形成した。 Experimental Example 2: A conductive heating element (molybdenum manganese alloy) was deposited on a ceramic substrate (AlN). The substrate is provided with a through hole for mounting the electrical contact component. Next, Ni plated molybdenum posts were mounted using molybdenum fasteners. The bonding material of Experimental Example 1 was applied to a Ni-plated molybdenum post, a molybdenum stopper, a heating element on an AlN substrate, and an exposed portion around the AlN substrate. Next, an AlN film was formed on the entire assembly including the electrical contacts using the CVD method.

ＡｌＮ基材を有するヒータの半導体工程環境におけるシミュレーション試験として、ヒータおよび接続部に対し、温度変化速度４５°Ｃ／分で４００°Ｃおよび５００°Ｃ間における１００回の熱サイクル試験を実施した。もう一つの実験では、グラファイト芯基材を有するヒータについて、温度変化速度６０°Ｃ／分で４００°Ｃおよび６００°Ｃ間における１００回の熱サイクル試験を実施した。これらの試験は、前記ガラスセラミックス接合材が熱応力下で十分に機能するか否かを決めるために行われた。１００回の熱サイクル試験の後にヒータ被覆材の目視検査を実施したが、熱応力に起因する欠陥は認められず、ヒータ被覆層を保護するガラスセラミック結合材を含むすべての部品の熱膨張係数が、十分に適合していることが確認された。   As a simulation test in a semiconductor process environment of a heater having an AlN substrate, a thermal cycle test was performed 100 times between 400 ° C. and 500 ° C. at a temperature change rate of 45 ° C./min with respect to the heater and the connection portion. In another experiment, a heater having a graphite core substrate was subjected to 100 thermal cycle tests between 400 ° C. and 600 ° C. at a temperature change rate of 60 ° C./min. These tests were performed to determine whether the glass-ceramic bonding material functions satisfactorily under thermal stress. Visual inspection of the heater coating material was conducted after 100 thermal cycle tests, but no defects due to thermal stress were found, and the thermal expansion coefficient of all parts including the glass-ceramic bonding material protecting the heater coating layer was , It was confirmed that it fits well.

さらにヒータを真空槽内に装着し、およそ１ミリトールの真空下に曝した。その後、電源を供給しヒータ温度が４００°Ｃになるまで加熱を行った。４００°Ｃに達した時点で、ヒータはフッ素／アルゴンプラズマに１０時間曝露された。プラズマは４００ｓｃｃｍ
(標準立方センチメータ：standard cubic centimeters)のＮＦ３ガスと１２００ｓｃｃｍのＡｒガスによって形成された。試験時の槽内真空度は２．８ｔｏｒｒであった。 Furthermore, a heater was mounted in the vacuum chamber and exposed to a vacuum of about 1 millitorr. Thereafter, power was supplied and heating was performed until the heater temperature reached 400 ° C. When reaching 400 ° C., the heater was exposed to a fluorine / argon plasma for 10 hours. Plasma is 400 sccm
(Standard cubic centimeters) NF 3 gas and 1200 sccm Ar gas. The degree of vacuum in the tank during the test was 2.8 torr.

いずれのヒータについても１０時間のエッチング環境下で、電気抵抗の目立った変化は認められなかった（＜０．４％）１０時間経過後、ヒータを真空容器から取り外し目視観察を行った。止め具等の周辺のＡｌＮには欠陥が認められなかった。また、電気接点アッセンブリ同士およびこれらとヒータ間の接合部分においても欠陥は認められなかった。ガラスセラミックス接合材は、本発明のヒータ封止材として優れた機能を発揮する。   In any of the heaters, no noticeable change in electrical resistance was observed in an etching environment of 10 hours (<0.4%). After 10 hours, the heater was removed from the vacuum vessel and visually observed. No defects were found in the surrounding AlN such as fasteners. In addition, no defects were observed in the electrical contact assemblies and in the junction between them and the heater. The glass-ceramic bonding material exhibits an excellent function as the heater sealing material of the present invention.

実験例３：試薬級の４５重量％のイットリウム酸化物、２０重量％のアルミニウム酸化物および３５％の二酸化ケイ素を混合した粉末からなる充填材を、公知の他材料であるアルミナ、モリブデン、ＴａＣ、ＡｌＮ、グラファイトおよびニッケルと比較した。試験に当たっては、ａ）試験前にサンプルの寸法と質量を測定し、ｂ）真空槽内にサンプルを置き、その後槽内圧が１ミリトールになるまで真空引き、ｃ）所定の試験温度にサンプルを加熱、ｄ）フッ素／アルゴンプラズマをサンプル上で所定の時間発生し、ｅ）試験後にサンプルを槽から取り出し、曝露後の質量を測定・記録した。腐食速度は下記の方法で計算した。
腐食速度＝質量減少／密度／曝露面積／時間
ここで負の腐食速度は、曝露時に質量の増加があったことを意味し、耐腐食性が優れていることを意味している。 Experimental Example 3 : A filler composed of a powder in which 45% by weight of reagent grade yttrium oxide, 20% by weight aluminum oxide, and 35% silicon dioxide was mixed with other known materials such as alumina, molybdenum, TaC, Comparison with AlN, graphite and nickel. During the test, a) measure the size and mass of the sample before the test, b) place the sample in a vacuum chamber, and then evacuate until the chamber pressure reaches 1 mTorr, and c) heat the sample to the specified test temperature. D) Fluorine / argon plasma was generated on the sample for a predetermined time. E) After the test, the sample was removed from the bath, and the mass after exposure was measured and recorded. The corrosion rate was calculated by the following method.
Corrosion rate = mass reduction / density / exposed area / time Here, a negative corrosion rate means that there was an increase in mass at the time of exposure, which means that the corrosion resistance is excellent.

実験結果をＹＡＳ充填材と他の材料との比較で以下に示す。Ｍｏのデータは一般に多くの科学文献からも入手することができる。
The experimental results are shown below in comparison with YAS filler and other materials. Mo data is generally available from many scientific literature.

本明細書では最良実施形態を含む実験例を用いて発明を開示し、当業者が本発明を製作、実施できるようにしたものである。 In the present specification, the invention is disclosed by using an experimental example including the best mode so that those skilled in the art can make and implement the present invention.

ウェーハ又は基板プロセス装置の一つの形態を示した斜視図であるIt is the perspective view which showed one form of the wafer or board | substrate process apparatus. Ａ−Ｃは、図９に示す基板プロセス装置において、異なる積層構造を有する各種の実施形態を示した断面図である。FIGS. 9A to 9C are cross-sectional views showing various embodiments having different laminated structures in the substrate processing apparatus shown in FIG. 本発明のウェーハプロセス装置の一つの実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one Embodiment of the wafer process apparatus of this invention. ウェーハプロセス装置の接続部分をテーパ状にすることを特徴とする、本発明の第二実施形態の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of 2nd embodiment of this invention characterized by making the connection part of a wafer process apparatus taper shape. ウェーハプロセス装置に耐食性充填材を採用した、本発明の一つの実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one Embodiment of this invention which employ | adopted the corrosion resistant filler for the wafer process apparatus. ウェーハプロセス装置の異なる実施形態で、複数の電極を有する形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the form which has several electrodes in different embodiment of a wafer process apparatus. 図４に示すウェーハプロセス装置の異なる実施形態で、複数の電極を有する形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the form which has several electrodes in different embodiment of the wafer process apparatus shown in FIG. 図５に示すウェーハプロセス装置の異なる実施形態で、複数の電極を有する形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the form which has several electrodes in different embodiment of the wafer process apparatus shown in FIG. 図３に示すウェーハプロセス装置の異なる実施形態で、接続部位において部分的に保護膜を除去した形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the form which removed the protective film partially in the connection site | part in different embodiment of the wafer process apparatus shown in FIG. 図９に示すウェーハプロセス装置の異なる実施形態で、電極が電導性の保護膜によってメッキ又は被覆された形態を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a form in which an electrode is plated or covered with a conductive protective film in different embodiments of the wafer processing apparatus shown in FIG. 9. 図９に示すウェーハプロセス装置の異なる実施形態で、耐食性充填材を採用した形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the form which employ | adopted the corrosion-resistant filler in different embodiment of the wafer process apparatus shown in FIG. 図３に示すウェーハプロセス装置の異なる実施形態で、セラミック製芯基材に複数の凹部を追加的に穿孔し、機械加工された導電性挿入部材を用いる形態を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a form in which a plurality of recesses are additionally perforated in a ceramic core substrate and a machined conductive insertion member is used in different embodiments of the wafer processing apparatus shown in FIG. 3. 図１２に示すウェーハプロセス装置の異なる実施形態で、ネジ付き挿入部材がロッドおよびナットに置き換えられた形態を示す断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view showing a form in which a threaded insertion member is replaced with a rod and a nut in a different embodiment of the wafer processing apparatus shown in FIG. 12. 図３に示すウェーハプロセス装置の異なる実施形態で、セラミック製芯基材に複数の凹部を追加的に穿孔し、機械加工された導電性のネジ付き挿入部材を用いる形態を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing an embodiment using a conductive threaded insertion member that is additionally drilled with a plurality of recesses in a ceramic core substrate and machined in different embodiments of the wafer processing apparatus shown in FIG. 3. 図１４に示すウェーハプロセス装置の異なる実施形態で、保護膜がウェーハと接触しない部分のみに付けられた形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the form with which the protective film was attached only to the part which does not contact a wafer in different embodiment of the wafer process apparatus shown in FIG. 図１４に示すウェーハプロセス装置の異なる実施形態で、凹部および／又は、凸部および／又は、メサ（台形状突起）が取り入れられた形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the form in which the recessed part and / or the convex part and / or the mesa (trapezoid protrusion) were taken in in different embodiment of the wafer processing apparatus shown in FIG. 図１５および図１６に示すウェーハプロセス装置の異なる実施形態で、両者の特徴を組み合わせた形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the form which combined both characteristics with different embodiment of the wafer process apparatus shown in FIG. 15 and FIG. 本発明のウェーハプロセス装置のもう一つの実施形態で、導電性の芯基材を採用した形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the form which employ | adopted the electroconductive core base material in another embodiment of the wafer process apparatus of this invention. 図１８に示すウェーハプロセス装置の異なる実施形態で、保護膜を施した貫通孔を採用した形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the form which employ | adopted the through-hole which gave the protective film with different embodiment of the wafer process apparatus shown in FIG. 本発明のウェーハプロセス装置のさらにもう一つの実施形態で、部分的に曝された電極に、耐食性の座金を適用した形態を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a form in which a corrosion-resistant washer is applied to a partially exposed electrode in still another embodiment of the wafer processing apparatus of the present invention. 図２０に示すウェーハプロセス装置の異なる実施形態で、保護膜を施した各貫通孔にボルトを使用した形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the form which used the volt | bolt for each through-hole which gave the protective film in different embodiment of the wafer process apparatus shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１０ ウェーハプロセス装置
１２ セラミックス製基材
１３ 上面
１５ 電気端子
１６ ヒータ抵抗、加熱エレメント又は電極
１８ 基板
１９ 絶縁性保護層
２５ 保護層
１００ ベース基材
２００ パターン電極
２０２ 付加的電極
２０５ 導電性皮膜
２１０ ネジ付コネクタロッド
２１１ 結合層、又は接合促進層
２１２ 絶縁性挿入部品
２１３ 絶縁性下地層
２１９ 貫通孔
２２０ コネクタナット
２３０ 充填材
２４０ ネジ付挿入部品
２５０ ロッド状部品
２７０ ***部および／又は陥没部および／又はメーサ（台形突起）部
３００ 耐食性被覆材
４０１ 導電性基材
４０２ 絶縁層
４０３ 絶縁性被覆層
４０４ 耐食性ワッシャー
４０５ 耐エッチング被覆層
４０６ 導電性耐食性加圧接点
４０８ 耐食性絶縁ライナー


DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Wafer process apparatus 12 Ceramic base material 13 Upper surface 15 Electrical terminal 16 Heater resistance, heating element or electrode 18 Substrate 19 Insulating protective layer 25 Protective layer 100 Base base material 200 Pattern electrode 202 Additional electrode 205 Conductive film 210 With screw Connector rod 211 Bonding layer or bonding promoting layer 212 Insulating insert component 213 Insulating base layer 219 Through hole 220 Connector nut 230 Filler 240 Threaded insert component 250 Rod-shaped component 270 Raised portion and / or depressed portion and / or mesa (Trapezoidal projection) part 300 Corrosion resistant coating material 401 Conductive base material 402 Insulating layer 403 Insulating coating layer 404 Corrosion resistant washer 405 Etching resistant coating layer 406 Conductive corrosion resistant pressure contact 408 Corrosion resistant insulating liner


Claims (30)

プロセスチャンバー内で使用されるプロセス装置にあって：
ある熱膨張係数を有するウェーハを担持するためのベース基材と：
前記ベース基材の少なくとも一つの表面に埋設又は配置された電極にあって、前記電極が抵抗加熱電極、プラズマ発生電極、静電チャック電極、電子ビーム電極の何れかから選択され、前記電極の熱膨張係数が前記ベース基材の熱膨張係数の０．７５から１．２５倍である少なくとも一つの電極と：
導線、つまみ（タブ）、挿入部品（インサート）、貫通又は貫入孔の群から選択される少なくとも一つの機能部材において、前記少なくとも一つの機能部材が前記ウェーハプロセス装置にある間隙をおいて貫通又は貫入し隙間を形成する少なくとも一つの機能部材と：
前記ウェーハプロセス装置の前記間隙を封止するための充填材にあって、前記充填材のエッチング速度が、前記装置が２５°Ｃから６００°Ｃの温度範囲の運転環境に曝された際に１０００オングストローム毎分（Å／分）未満であり、前記運転環境がハロゲン族を含む環境、プラズマエッチング環境、反応性イオンエッチング環境、プラズマ浄化環境、ガス浄化環境および運転環境の何れか一つの環境である充填材と：
を含むことを特徴とするプロセス装置。 In the process equipment used in the process chamber:
A base substrate for carrying a wafer having a coefficient of thermal expansion;
An electrode embedded or disposed on at least one surface of the base substrate, wherein the electrode is selected from a resistance heating electrode, a plasma generating electrode, an electrostatic chuck electrode, and an electron beam electrode, At least one electrode having an expansion coefficient of 0.75 to 1.25 times the thermal expansion coefficient of the base substrate;
In at least one functional member selected from the group consisting of a conductive wire, a tab (tab), an insertion part (insert), and a penetration or penetration hole, the at least one functional member penetrates or penetrates through a gap in the wafer processing apparatus. And at least one functional member forming a gap:
A filler for sealing the gap of the wafer processing apparatus, wherein the etch rate of the filler is 1000 when the apparatus is exposed to an operating environment in the temperature range of 25 ° C to 600 ° C. Less than angstrom per minute (Å / min), and the operating environment is any one of an environment containing a halogen group, a plasma etching environment, a reactive ion etching environment, a plasma purification environment, a gas purification environment, and an operating environment. With filler:
A process apparatus comprising: 前記充填材のエッチング速度が１０００オングストローム毎分（Å／分）未満であり運転環境の温度範囲が２００°Ｃから６００°Ｃであることを特徴とする、請求項１に記載のプロセス装置。   The process apparatus according to claim 1, wherein the etching rate of the filler is less than 1000 angstroms per minute (分 / min) and the temperature range of the operating environment is 200 ° C to 600 ° C. 前記充填材のエッチング速度が５００オングストローム毎分（Å／分）未満であり運転環境の温度範囲が２００°Ｃから６００°Ｃであることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のプロセス装置。   The etching rate of the filler is less than 500 angstroms per minute (Å / min), and the temperature range of the operating environment is 200 ° C to 600 ° C. Process equipment. 前記充填材の組成が、ＮａＺｒ２（ＰＯ４）３のＮＺＰ構造を有した高熱安定型リン酸ジルコニウム；周期律表のＩＩａ族、ＩＩＩａ族およびＩＶａ族の元素から成る群から選択される少なくとも１つの元素を含むガラス状セラミックス；ＢａＯ―Ａｌ２Ｏ３―Ｂ２Ｏ３―ＳｉＯ２系ガラス；ＳｉＯ２とＹ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｅｕ、Ｄｙ等の酸化物を含む耐プラズマ性材料、又は前記これ等金属のフッ化物、又はイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）との混合物；の群から選択される組成を含むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のプロセス装置。 The composition of the filler is at least one selected from the group consisting of elements of Group IIa, Group IIIa and Group IVa of the periodic table; highly heat-stable zirconium phosphate having a NZP structure of NaZr 2 (PO 4 ) 3 Glass-like ceramics containing two elements; BaO—Al 2 O 3 —B 2 O 3 —SiO 2 glass; plasma resistance containing SiO 2 and oxides such as Y, Sc, La, Ce, Gd, Eu, Dy 4. The composition according to claim 1, comprising a composition selected from the group of materials, or fluorides of these metals, or mixtures with yttrium aluminum garnet (YAG). 5. The process apparatus as described in. 前記充填材が、ランタンアルミノケイ酸塩（ＬＡＳ）ガラス、マグネシウムアルミノケイ酸塩（ＭＡＳ）ガラス、カルシウムアルミノケイ酸塩（ＣＡＳ）ガラス、イットリウムアルミノケイ酸塩（ＹＡＳ）ガラスおよびこれ等の混合物の群から選択されるガラスセラミックス組成であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のプロセス装置。   The filler is selected from the group of lanthanum aluminosilicate (LAS) glass, magnesium aluminosilicate (MAS) glass, calcium aluminosilicate (CAS) glass, yttrium aluminosilicate (YAS) glass and mixtures thereof. The process apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the process apparatus has a glass ceramic composition. 前記充填材の組成が、イットリウムアルミノケイ酸塩（ＹＡＳ）と酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化亜鉛の群から選択される金属酸化物粉末の混合物を含むことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のプロセス装置。   The composition of the filler comprises a mixture of yttrium aluminosilicate (YAS) and a metal oxide powder selected from the group of aluminum oxide, magnesium oxide, calcium oxide, and zinc oxide. Item 6. The process apparatus according to any one of Items 5 to 6. 前記充填材がイットリウムアルミノケイ酸塩（ＹＡＳ）と；
コロイダルシリカ、コロイダルアルミナ、コロイダルイットリア、コロイダルジルコニアおよびそれらの混合物の少なくとも一つと；
の混合物を含むことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のプロセス装置。 The filler is yttrium aluminosilicate (YAS);
At least one of colloidal silica, colloidal alumina, colloidal yttria, colloidal zirconia, and mixtures thereof;
The process apparatus according to claim 1, comprising a mixture of: 前記充填材が、２５から５５重量％のＹ２Ｏ３、１３から３５重量％のＡｌ２Ｏ３および２５から５５重量％のＳｉＯ２を含む５０から８０重量％のガラス組成を含み：
さらに２０から２５重量％のＡｌ２Ｏ３、１重量％未満の硝酸および７５から７９重量％の蒸留水の組成を有する２０から５０重量％のコロイダルアルミナを含むことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のプロセス装置。 The filler comprises a glass composition of 50 to 80 wt% comprising 25 to 55 wt% Y 2 O 3 , 13 to 35 wt% Al 2 O 3 and 25 to 55 wt% SiO 2 :
2. From 20 to 50% by weight of Al 2 O 3 , less than 1% by weight of nitric acid and 20 to 50% by weight of colloidal alumina having a composition of 75 to 79% by weight of distilled water. The process apparatus according to claim 7. 前記間隙を封止する前記充填材の熱膨張係数が、電極の熱膨張係数の０．７５から１．２５倍の範囲にあることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のプロセス装置。   9. The thermal expansion coefficient of the filler that seals the gap is in the range of 0.75 to 1.25 times the thermal expansion coefficient of the electrode. 9. The process apparatus as described in. ベース基材がグラファイト、高融点金属、遷移金属、希土類金属およびそれらの合金の群から選択される導電性材料を含むことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のプロセス装置。   10. The base substrate according to any one of claims 1 to 9, wherein the base substrate comprises a conductive material selected from the group of graphite, refractory metals, transition metals, rare earth metals and alloys thereof. Process equipment. 前記プロセス装置において、ベース基材上に配置された少なくとも一つの電気的絶縁被覆層をさらに含み、前記被覆層がＢ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｙ、硬質高融点金属、遷移金属、およびこれらを組合せた群から選択される元素の窒化物、炭化物、炭窒化物、酸窒化物の少なくとも一つを含み、かつ前記電極が薄膜電極であり、かつ前記薄膜電極が、膨張熱プラズマ法（ＥＴＰ）、化学気相蒸着法（ＣＶＤ）、プラズマ化学気相蒸着法、イオンプラズマ蒸着法、金属有機化学気相蒸着法、金属有機気相エピタキシー法、スパッタリング法、電子ビーム法およびプラズマスプレー法の少なくとも一つの方法で形成された電気的絶縁層上に配置されたことを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のプロセス装置。   The process apparatus further includes at least one electrically insulating coating layer disposed on a base substrate, the coating layer comprising B, Al, Si, Ga, Y, a hard refractory metal, a transition metal, and these It contains at least one of nitride, carbide, carbonitride, and oxynitride of an element selected from the combined group, and the electrode is a thin film electrode, and the thin film electrode is an expanded thermal plasma method (ETP) At least one of chemical vapor deposition (CVD), plasma chemical vapor deposition, ion plasma vapor deposition, metal organic chemical vapor deposition, metal organic vapor epitaxy, sputtering, electron beam, and plasma spray The process apparatus according to any one of claims 1 to 10, wherein the process apparatus is disposed on an electrically insulating layer formed by one of the two methods. 前記プロセス装置において、ベース基材がＢ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｙの群から選択される元素の酸化物、窒化物、炭窒化物、又は酸窒化物；およびＮａＺｒ２（ＰＯ４）３のＮＺＰ構造を有した高熱安定型リン酸ジルコニウム；硬質高融点金属、遷移金属；アルミニウム酸化物、アルミニウム酸窒化物、およびこれらを組合せた群から選択される電気的絶縁材料で、前記電極がベース基材に埋設されていることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のプロセス装置。 In the process apparatus, the base substrate is an oxide, nitride, carbonitride, or oxynitride of an element selected from the group consisting of B, Al, Si, Ga, and Y; and NaZr 2 (PO 4 ) 3 A highly heat-stable zirconium phosphate having an NZP structure; a hard refractory metal, a transition metal; an electrically insulating material selected from the group consisting of aluminum oxide, aluminum oxynitride, and combinations thereof, wherein the electrode is a base group The process apparatus according to any one of claims 1 to 9, wherein the process apparatus is embedded in a material. 前記プロセス装置において、少なくとも一つの電極が抵抗加熱電極、又は静電チャック電極であることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のプロセス装置。   10. The process apparatus according to claim 1, wherein at least one of the electrodes is a resistance heating electrode or an electrostatic chuck electrode. 11. 半導体のプロセスチャンバーに用いられるウェーハプロセス装置にあって：
ウェーハを担持するためのある熱膨張係数を有するベース基材と：
前記ベース基材の中又は表面下に埋設又は配置された電極にあって、前記電極が抵抗加熱電極、プラズマ発生電極、静電チャック電極、電子ビーム電極の何れかから選択され、前記電極の熱膨張係数が前記ベース基材の熱膨張係数の０．７５から１．２５倍である少なくとも一つの電極と：
前記ベース基材上に配置された少なくとも一つの被覆層にあって、前記被覆層がＢ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｙ、硬質高融点金属、遷移金属、およびこれらを組合せた群から選択される元素の窒化物、炭化物、炭窒化物、酸窒化物の少なくとも一つを含む被覆層と：
導線、つまみ（タブ）、挿入部品（インサート）、貫通又は貫入孔の群から選択される少なくとも一つの機能部材において、前記少なくとも一つの機能部材が前記ウェーハプロセス装置にある間隙をおいて貫通又は貫入し隙間を形成する少なくとも一つの機能部材と：
前記ウェーハプロセス装置内の間隙を封止する充填材にあって、前記装置が２５°Ｃから６００°Ｃの温度範囲の運転環境に曝された際に、前記充填材のエッチング速度が１０００オングストローム毎分（Å／分）であり、前記運転環境がハロゲン族を含む環境、プラズマエッチング環境、反応性イオンエッチング環境、プラズマ浄化環境、ガス浄化環境および運転環境の何れか一つの環境である充填材と：
を含むことを特徴とするウェーハプロセス装置。 In wafer processing equipment used in semiconductor process chambers:
A base substrate having a coefficient of thermal expansion for supporting a wafer;
An electrode embedded or disposed in or below the base substrate, wherein the electrode is selected from a resistance heating electrode, a plasma generating electrode, an electrostatic chuck electrode, and an electron beam electrode, At least one electrode having an expansion coefficient of 0.75 to 1.25 times the thermal expansion coefficient of the base substrate;
In the at least one coating layer disposed on the base substrate, the coating layer is selected from the group consisting of B, Al, Si, Ga, Y, hard refractory metal, transition metal, and combinations thereof A coating layer comprising at least one of elemental nitride, carbide, carbonitride, and oxynitride:
In at least one functional member selected from the group consisting of a conductive wire, a tab (tab), an insertion part (insert), and a penetration or penetration hole, the at least one functional member penetrates or penetrates through a gap in the wafer processing apparatus. And at least one functional member forming a gap:
A filler for sealing a gap in the wafer processing apparatus, and when the apparatus is exposed to an operating environment in a temperature range of 25 ° C. to 600 ° C., the etching rate of the filler is every 1000 angstroms. A filler, wherein the operating environment is any one of an environment containing a halogen group, a plasma etching environment, a reactive ion etching environment, a plasma purification environment, a gas purification environment, and an operating environment; :
A wafer processing apparatus comprising: 半導体のプロセスチャンバーに用いられるウェーハプロセス装置にあって：
ウェーハを担持するためのある熱膨張係数を有するベース基材において、前記ベース基材がＢ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｙ；硬質高融点金属；遷移金属；の群から選ばれる元素の酸化物、窒化物、炭化物、炭窒化物又は酸窒化物；ＮａＺｒ２（ＰＯ４）３のＮＺＰ構造を有した高熱安定型リン酸ジルコニウム；アルミニウム酸化物；アルミニウム酸窒化物；およびこれらの組合せ；からなる群の中から選択された電気的に絶縁性のベース基材と：
前記ベース基材の中又は表面下に埋設又は配置された電極にあって、前記電極が抵抗加熱電極、プラズマ発生電極、静電チャック電極、電子ビーム電極の何れかから選択され、前記電極の熱膨張係数が前記ベース基材の熱膨張係数の０．７５から１．２５倍である少なくとも一つの電極と：
前記ベース基材上に配置された少なくとも一つの被覆層にあって、前記被覆層がＢ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｙ、硬質高融点金属、遷移金属、およびこれらを組合せた群から選択される元素の窒化物、炭化物、炭窒化物、酸窒化物の少なくとも一つを含む少なくとも一つの被覆層と：
導線、つまみ（タブ）、挿入部品（インサート）、貫通又は貫入孔の群から選択される少なくとも一つの機能部材において、前記少なくとも一つの機能部材が前記ウェーハプロセス装置にある間隙をおいて貫通又は貫入し隙間を形成する少なくとも一つの機能部材と：
前記ウェーハプロセス装置内の間隙を封止する充填材にあって、前記充填材の組成がＮａＺｒ２（ＰＯ４）３のＮＺＰ構造を有した高熱安定型リン酸ジルコニウム；周期律表のＩＩａ族、ＩＩＩａ族およびＩＶａ族の元素から成る群から選択される少なくとも１つの元素を含むガラス状セラミックス；ＢａＯ―Ａｌ２Ｏ３―Ｂ２Ｏ３―ＳｉＯ２系ガラス；ＳｉＯ２とＹ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｅｕ、Ｄｙ等の酸化物を含む耐プラズマ性材料、又は前記これ等金属のフッ化物との混合物、又はイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）を含む耐プラズマ材料の群から選択される組成を含む充填材で、前記充填材のエッチング速度が、前記装置が２５°Ｃから６００°Ｃの温度範囲の運転環境に曝された際に１０００オングストローム毎分（Å／分）であり、前記運転環境がハロゲン族を含む環境、プラズマエッチング環境、反応性イオンエッチング環境、プラズマ浄化環境、ガス浄化環境および運転環境の何れか一つの環境であり、前記機能部材が電気導線であり、外部電源と前記電極を結合する前記導線により前記間隙が形成されている充填材と：
を含むことを特徴とするウェーハプロセス装置。 In wafer processing equipment used in semiconductor process chambers:
An oxide of an element selected from the group consisting of B, Al, Si, Ga, Y; hard refractory metal; transition metal; Group consisting of nitride, carbide, carbonitride or oxynitride; highly heat-stable zirconium phosphate having a NZP structure of NaZr 2 (PO 4 ) 3 ; aluminum oxide; aluminum oxynitride; and combinations thereof With an electrically insulating base substrate selected from:
An electrode embedded or disposed in or below the base substrate, wherein the electrode is selected from a resistance heating electrode, a plasma generating electrode, an electrostatic chuck electrode, and an electron beam electrode, At least one electrode having an expansion coefficient of 0.75 to 1.25 times the thermal expansion coefficient of the base substrate;
In the at least one coating layer disposed on the base substrate, the coating layer is selected from the group consisting of B, Al, Si, Ga, Y, hard refractory metal, transition metal, and combinations thereof At least one coating layer comprising at least one of elemental nitride, carbide, carbonitride, oxynitride:
In at least one functional member selected from the group consisting of a conductive wire, a tab (tab), an insertion part (insert), and a penetration or penetration hole, the at least one functional member penetrates or penetrates through a gap in the wafer processing apparatus. And at least one functional member forming a gap:
A highly heat-stable zirconium phosphate having a NZP structure in which the filler has a composition of NaZr 2 (PO 4 ) 3 in a filler for sealing a gap in the wafer processing apparatus; group IIa of the periodic table; Glass-like ceramics containing at least one element selected from the group consisting of Group IIIa and Group IVa elements; BaO—Al 2 O 3 —B 2 O 3 —SiO 2 glass; SiO 2 and Y, Sc, La, Selected from the group of plasma resistant materials including oxides such as Ce, Gd, Eu, Dy, etc., or mixtures of these metals with fluorides, or plasma resistant materials including yttrium aluminum garnet (YAG) With a filler that includes a composition, the etch rate of the filler is 1000 on when the apparatus is exposed to an operating environment in the temperature range of 25 ° C. to 600 ° C. Strom per minute (Å / min), and the operating environment is any one of an environment containing a halogen group, a plasma etching environment, a reactive ion etching environment, a plasma purification environment, a gas purification environment and an operating environment, The functional member is an electrical lead, and the filler in which the gap is formed by the lead connecting the external power source and the electrode:
A wafer processing apparatus comprising: プロセスチャンバーに用いられるウェーハプロセス装置にあって：
ウェーハを担持するためのある熱膨張係数を有するベース基材と：
抵抗加熱電極、プラズマ発生電極、静電チャック電極、電子ビーム電極の群から選択される電極にあって、前記電極が前記ベース基材の熱膨張係数の０．７５から１．２５倍の熱膨張係数を有する少なくとも一つの電極と：
電気導線、接合タブ、挿入部品（インサート）、貫通又は貫入孔、電極を外部電源に接続するためのコネクタの群から選択される少なくとも一つの機能部材において、前記電極および前記コネクタの少なくとも何れか一つの一部分が導電性の耐エッチング材料で被覆されており、被覆厚さが０．０００００４インチから０．０１０インチでベース基材の熱膨張係数に適合するに十分な延性を有し、少なくとも被覆層の９０％に亀裂が生じていない状態にある機能部材と：を含み、
前記プロセス装置が、６００°Ｃ以上の温度環境で運転され、前記環境がハロゲン族を含む環境、プラズマエッチング環境、反応性イオンエッチング環境、プラズマ浄化環境、ガス浄化環境および運転環境の何れか一つの環境であることを特徴とするウェーハプロセス装置。 In wafer processing equipment used in process chambers:
A base substrate having a coefficient of thermal expansion for supporting a wafer;
An electrode selected from the group consisting of a resistance heating electrode, a plasma generating electrode, an electrostatic chuck electrode, and an electron beam electrode, wherein the electrode has a thermal expansion coefficient of 0.75 to 1.25 times the thermal expansion coefficient of the base substrate. With at least one electrode having a coefficient:
In at least one functional member selected from the group of connectors for connecting electrical leads, joining tabs, inserts (inserts), through or through holes, and electrodes to an external power source, at least one of the electrodes and the connectors One part is coated with a conductive etch-resistant material, the coating thickness is 0.000004 inch to 0.010 inch and has sufficient ductility to match the coefficient of thermal expansion of the base substrate, at least the coating layer And 90% of the functional member in a state in which no crack is generated, and
The process apparatus is operated in a temperature environment of 600 ° C. or higher, and the environment is any one of an environment containing a halogen group, a plasma etching environment, a reactive ion etching environment, a plasma purification environment, a gas purification environment, and an operation environment. Wafer processing equipment characterized by the environment. 運転環境に曝される前記コネクタの一部が、ニッケル、クロムおよびこれ等の合金の群から選択され、＞５％の延性を有する導電性耐エッチング材料で被覆されていることを特徴とする請求項１６に記載のプロセス装置。   A portion of the connector exposed to the operating environment is coated with a conductive etch resistant material selected from the group of nickel, chromium and alloys thereof and having a ductility of> 5%. Item 17. The process apparatus according to Item 16. 前記コネクタがロッドであり、前記コネクタロッドが前記ウェーハプロセス装置に、Ｒ付ナット又はテーパの付いたナットの何れか一つによって取り付けられており、前記ナットがニッケル、クロムおよびこれ等の合金の群から選択され、＞５％の延性を有する導電性耐エッチング材料で被覆されていることを特徴とする請求項１６又は請求項１７に記載のプロセス装置。   The connector is a rod, and the connector rod is attached to the wafer processing apparatus by either one of a nut with an R or a nut with a taper, and the nut is a group of nickel, chromium and alloys thereof. 18. Process apparatus according to claim 16 or 17, wherein the process apparatus is coated with a conductive etch resistant material selected from 前記ナットがさらに、ＮａＺｒ２（ＰＯ４）３のＮＺＰ構造を有した高熱安定型リン酸ジルコニウム；周期律表のＩＩａ族、ＩＩＩａ族およびＩＶａ族の元素から成る群から選択される少なくとも１つの元素を含むガラス状セラミックス；ＢａＯ―Ａｌ２Ｏ３―Ｂ２Ｏ３―ＳｉＯ２系ガラス；ＳｉＯ２とＹ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｅｕ、Ｄｙ等の酸化物を含む耐プラズマ性材料、又は前記これ等金属のフッ化物、又はイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）との混合物；の群から選択される組成を含むことを特徴とする請求項１８に記載のプロセス装置。 The nut further includes at least one element selected from the group consisting of elements of Group IIa, Group IIIa and Group IVa of the periodic table; highly heat-stable zirconium phosphate having a NZP structure of NaZr 2 (PO 4 ) 3 BaO—Al 2 O 3 —B 2 O 3 —SiO 2 glass; plasma resistant material containing SiO 2 and oxides such as Y, Sc, La, Ce, Gd, Eu, Dy, The process apparatus according to claim 18, comprising a composition selected from the group of: a fluoride of these metals, or a mixture with yttrium aluminum garnet (YAG). ウェーハプロセス装置に電極を取り付けるコネクタがＲ付ナット又はテーパの付いたナットの何れか一つであって、前記ナットがニッケル、クロムおよびこれ等の合金の群から選択され、＞５％の延性を有する導電性耐エッチング材料で被覆されていることを特徴とする請求項１６から請求項１９のいずれか一項に記載のプロセス装置。   The connector for attaching the electrode to the wafer processing apparatus is either a nut with a radius or a nut with a taper, and the nut is selected from the group of nickel, chromium and alloys thereof, and has a ductility of> 5% The process apparatus according to any one of claims 16 to 19, wherein the process apparatus is coated with a conductive etching resistant material. 前記コネクタがさらに、
ＮａＺｒ２（ＰＯ４）３のＮＺＰ構造を有した高熱安定型リン酸ジルコニウム；
周期律表のＩＩａ族、ＩＩＩａ族およびＩＶａ族の元素から成る群から選択される少なくとも１つの元素を含むガラス状セラミックス；
ＢａＯ―Ａｌ２Ｏ３―Ｂ２Ｏ３―ＳｉＯ２系ガラス；
ＳｉＯ２とＹ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｅｕ、Ｄｙ等の酸化物を含む耐プラズマ性材料、又は前記これ等金属のフッ化物、又はイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）との混合物；
の群から選択される組成を含むことを特徴とする請求項１６から請求項２０のいずれか一項に記載のプロセス装置。 The connector further comprises:
Highly heat-stable zirconium phosphate having a NZP structure of NaZr 2 (PO 4 ) 3 ;
A glassy ceramic containing at least one element selected from the group consisting of elements of Group IIa, Group IIIa and Group IVa of the Periodic Table;
BaO—Al 2 O 3 —B 2 O 3 —SiO 2 glass;
A plasma resistant material containing an oxide such as SiO 2 and Y, Sc, La, Ce, Gd, Eu, Dy, or a mixture of such a metal fluoride or yttrium aluminum garnet (YAG);
21. A process apparatus according to any one of claims 16 to 20, comprising a composition selected from the group of 少なくとも一つの機能部材が前記ウェーハプロセス装置にある間隙をおいて貫通又は貫入し隙間を形成し、前記間隙がニッケル、クロムおよびこれ等の合金の群から選択され、＞５％の延性を有する導電性耐エッチング材料で被覆されたコネクタにより封止されていることを特徴とする請求項１６から請求項２１のいずれか一項に記載のプロセス装置。   At least one functional member penetrates or penetrates a gap in the wafer processing apparatus to form a gap, and the gap is selected from the group of nickel, chromium and alloys thereof, and has a conductivity of> 5%. The process apparatus according to any one of claims 16 to 21, wherein the process apparatus is sealed by a connector covered with a highly etch-resistant material. コネクタがナット、ボルト、リベット、ロッド、ワッシャー、バネ、チューブのいずれか一つによって前記電極が前記装置に取り付けられており、前記締結部品と前記装置の間には少なくとも一つの隙間があり、前記少なくとも一つの隙間が、ＮａＺｒ２（ＰＯ４）３のＮＺＰ構造を有した高熱安定型リン酸ジルコニウム；
周期律表のＩＩａ族、ＩＩＩａ族およびＩＶａ族の元素から成る群から選択される少なくとも１つの元素を含むガラス状セラミックス；ＢａＯ―Ａｌ２Ｏ３―Ｂ２Ｏ３―ＳｉＯ２系ガラス；ＳｉＯ２とＹ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｅｕ、Ｄｙ等の酸化物を含む耐プラズマ性材料、又は前記これ等金属のフッ化物、又はイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）との混合物；
の群から選択される組成により充填されていることを特徴とする請求項１６から請求項２２のいずれか一項に記載のプロセス装置。 The electrode is attached to the device by any one of a nut, a bolt, a rivet, a rod, a washer, a spring, and a tube, and there is at least one gap between the fastening part and the device, Highly heat-stable zirconium phosphate having at least one gap having an NZP structure of NaZr 2 (PO 4 ) 3 ;
Glass-like ceramics containing at least one element selected from the group consisting of Group IIa, Group IIIa and Group IVa elements of the Periodic Table; BaO—Al 2 O 3 —B 2 O 3 —SiO 2 based glass; SiO 2 And a plasma-resistant material containing an oxide such as Y, Sc, La, Ce, Gd, Eu, Dy, or a mixture of the metal fluoride or yttrium aluminum garnet (YAG);
The process apparatus according to any one of claims 16 to 22, which is filled with a composition selected from the group consisting of: 前記プロセス装置が、Ｂ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｙ、硬質高融点金属、遷移金属、およびこれらの組合せからなる群より選択される元素の窒化物、炭化物、炭窒化物、酸窒化物の一つを含む被覆層によって被覆されており、前記電極がハフニウム、ジルコニウム、セリウムおよびこれらの混合物の炭化物および酸化物の群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項１６から請求項２３のいずれか一項に記載のプロセス装置。   The process apparatus is one of nitride, carbide, carbonitride, oxynitride of an element selected from the group consisting of B, Al, Si, Ga, Y, hard refractory metal, transition metal, and combinations thereof. 24. The coating of claim 16, wherein the electrode comprises a material selected from the group of carbides and oxides of hafnium, zirconium, cerium and mixtures thereof. The process apparatus as described in any one. ベース基材がグラファイト、高融点金属、遷移金属、希土類金属およびそれらの合金の群から選択される導電性材料を含むことを特徴とする請求項１６から請求項２４のいずれか一項に記載のプロセス装置。   25. The base substrate according to any one of claims 16 to 24, wherein the base substrate comprises a conductive material selected from the group of graphite, refractory metals, transition metals, rare earth metals and alloys thereof. Process equipment. 前記ベース基材上に配置された少なくとも一つの電気的絶縁被覆層をさらに含み、前記被覆層がＢ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｙ、硬質高融点金属、遷移金属、およびこれらを組合せた群から選択される元素の窒化物、炭化物、炭窒化物、酸窒化物の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１６から請求項２５のいずれか一項に記載のプロセス装置   Further comprising at least one electrically insulating coating layer disposed on the base substrate, wherein the coating layer is selected from the group consisting of B, Al, Si, Ga, Y, hard refractory metal, transition metal, and combinations thereof. The process apparatus according to any one of claims 16 to 25, comprising at least one of nitride, carbide, carbonitride, and oxynitride of the selected element. ベース基材がＢ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｙ；硬質高融点金属；遷移金属；の群から選ばれる元素の酸化物、窒化物、炭化物、炭窒化物又は酸窒化物；ＮａＺｒ２（ＰＯ４）３のＮＺＰ構造を有した高熱安定型リン酸ジルコニウム；アルミニウム酸化物；アルミニウム酸窒化物；およびこれらの組合せ；からなる群の中から選択された電気的絶縁性材料である事を特徴とする請求項１６から請求項２４のいずれか一項に記載のプロセス装置。 Base substrate is B, Al, Si, Ga, Y; hard refractory metal; transition metal; oxide, nitride, carbide, carbonitride or oxynitride of an element selected from the group; NaZr 2 (PO 4 ) It is an electrically insulating material selected from the group consisting of three highly heat-stable zirconium phosphates having an NZP structure; aluminum oxide; aluminum oxynitride; and combinations thereof. The process apparatus according to any one of claims 16 to 24. 半導体プロセスチャンバー内で使用されるウェーハプロセス装置にあって：
ある熱膨張係数を有するウェーハを担持するためのベース基材と：
前記ベース基材の中又は表面下に埋設又は配置された電極にあって、前記電極が抵抗加熱電極、プラズマ発生電極、静電チャック電極、電子ビーム電極の何れかから選択され、前記電極の熱膨張係数が前記ベース基材の熱膨張係数の０．７５から１．２５倍である少なくとも一つの電極と：
前記ベース基材上に配置された少なくとも一つの被覆層にあって、前記被覆層がＢ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｙ、硬質高融点金属、遷移金属、およびこれらを組合せた群から選択される元素の窒化物、炭化物、炭窒化物、酸窒化物の少なくとも一つを含む被覆層と：
導線、コネクタタブ、挿入部品（インサート）、貫通又は貫入孔の群から選択される少なくとも一つの機能部材において、前記少なくとも一つの機能部材が前記ウェーハプロセス装置にある間隙をおいて貫通又は貫入し隙間を形成する少なくとも一つの機能部材と：
前記電極を外部電源に接続するためのコネクタにあって、前記電極および前記コネクタの少なくとも何れか一つの一部分が導電性の耐エッチング材料で被覆されており、被覆厚さが０．０００００４インチから０．０１０インチでベース基材の熱膨張係数に適合するに十分な延性を有し、少なくとも被覆層の９０％に亀裂が生じていない状態にあるコネクタと：を含み、
前記プロセス装置が少なくとも温度６００°Ｃの運転環境で使用され、前記運転環境がハロゲン族を含む環境、プラズマエッチング環境、反応性イオンエッチング環境、プラズマ浄化環境、ガス浄化環境および運転環境の何れか一つの環境であることを特徴とするウェーハプロセス装置。 In a wafer processing apparatus used in a semiconductor process chamber:
A base substrate for carrying a wafer having a coefficient of thermal expansion;
An electrode embedded or disposed in or below the base substrate, wherein the electrode is selected from a resistance heating electrode, a plasma generating electrode, an electrostatic chuck electrode, and an electron beam electrode, At least one electrode having an expansion coefficient of 0.75 to 1.25 times the thermal expansion coefficient of the base substrate;
In the at least one coating layer disposed on the base substrate, the coating layer is selected from the group consisting of B, Al, Si, Ga, Y, hard refractory metal, transition metal, and combinations thereof A coating layer comprising at least one of elemental nitride, carbide, carbonitride, and oxynitride:
In at least one functional member selected from the group consisting of a conductor, a connector tab, an insertion part (insert), and a penetration or penetration hole, the at least one functional member penetrates or penetrates through a gap in the wafer processing apparatus. And at least one functional member forming:
A connector for connecting the electrode to an external power source, wherein at least one of the electrode and the connector is coated with a conductive etching resistant material, and the coating thickness is 0.000004 inch to 0 A connector having a ductility sufficient to match the coefficient of thermal expansion of the base substrate at .010 inches and at least 90% of the coating layer is not cracked;
The process apparatus is used in an operating environment at a temperature of at least 600 ° C., and the operating environment is any one of an environment containing a halogen group, a plasma etching environment, a reactive ion etching environment, a plasma purification environment, a gas purification environment, and an operating environment. Wafer processing equipment characterized by a single environment. 半導体プロセスチャンバー内で使用されるウェーハプロセス装置にあって：
ウェーハを担持するためのある熱膨張係数を有するベース基材において、前記ベース基材がＢ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｙ；硬質高融点金属；遷移金属；の群から選ばれる元素の酸化物、窒化物、炭化物、炭窒化物又は酸窒化物；ＮａＺｒ２（ＰＯ４）３のＮＺＰ構造を有した高熱安定型リン酸ジルコニウム；アルミニウム酸化物；アルミニウム酸窒化物；およびこれらの組合せ；からなる群の中から選択された電気的に絶縁性のベース基材と：
前記ベース基材の中又は表面下に埋設又は配置された電極にあって、前記電極が抵抗加熱電極、プラズマ発生電極、静電チャック電極、電子ビーム電極の何れかから選択され、前記電極の熱膨張係数が前記ベース基材の熱膨張係数の０．７５から１．２５倍である少なくとも一つの電極と：
前記ベース基材上に配置された少なくとも一つの被覆層にあって、前記被覆層がＢ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｙ、硬質高融点金属、遷移金属、およびこれらを組合せた群から選択される元素の窒化物、炭化物、炭窒化物、酸窒化物の少なくとも一つを含む被覆層と：
導線、コネクタ、タブ、挿入部品（インサート）、貫通又は貫入孔の群から選択される少なくとも一つの機能部材において、前記少なくとも一つの機能部材が前記ウェーハプロセス装置にある間隙をおいて貫通又は貫入し隙間を形成する少なくとも一つの機能部材と：
前記ウェーハプロセス装置において前記導線の貫通又は貫入によって生じた間隙を封止するための充填材と：
を含むことを特徴とするウェーハプロセス装置。 In a wafer processing apparatus used in a semiconductor process chamber:
An oxide of an element selected from the group consisting of B, Al, Si, Ga, Y; hard refractory metal; transition metal; Group consisting of nitride, carbide, carbonitride or oxynitride; highly heat-stable zirconium phosphate having a NZP structure of NaZr 2 (PO 4 ) 3 ; aluminum oxide; aluminum oxynitride; and combinations thereof With an electrically insulating base substrate selected from:
An electrode embedded or disposed in or below the base substrate, wherein the electrode is selected from a resistance heating electrode, a plasma generating electrode, an electrostatic chuck electrode, and an electron beam electrode, At least one electrode having an expansion coefficient of 0.75 to 1.25 times the thermal expansion coefficient of the base substrate;
In the at least one coating layer disposed on the base substrate, the coating layer is selected from the group consisting of B, Al, Si, Ga, Y, hard refractory metal, transition metal, and combinations thereof A coating layer comprising at least one of elemental nitride, carbide, carbonitride, and oxynitride:
In at least one functional member selected from the group consisting of a lead, a connector, a tab, an insertion part (insert), and a penetration or penetration hole, the at least one functional member penetrates or penetrates with a gap in the wafer processing apparatus. With at least one functional member forming a gap:
A filler for sealing a gap generated by penetration or penetration of the conductive wire in the wafer processing apparatus;
A wafer processing apparatus comprising: 半導体プロセスチャンバー内で使用されるウェーハプロセス装置にあって：
ウェーハを担持するためのある熱膨張係数を有するベース基材と：
前記ベース基材の中又は表面下に埋設又は配置された電極にあって、前記電極が抵抗加熱電極、プラズマ発生電極、静電チャック電極、電子ビーム電極の何れかから選択され、前記電極の熱膨張係数が前記ベース基材の熱膨張係数の０．７５から１．２５倍である少なくとも一つの電極と：
前記ベース基材上に配置された少なくとも一つの被覆層にあって、前記被覆層がＢ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｙ、硬質高融点金属、遷移金属、およびこれらを組合せた群から選択される元素の窒化物、炭化物、炭窒化物、酸窒化物の少なくとも一つを含む被覆層と：
導線、コネクタ、タブ、挿入部品（インサート）、貫通又は貫入孔の群から選択される少なくとも一つの機能部材において、前記少なくとも一つの機能部材が前記ウェーハプロセス装置にある間隙をおいて貫通又は貫入し隙間を形成する少なくとも一つの機能部材と：
前記ウェーハプロセス装置の前記間隙を封止するための充填材と：
前記電極を外部電源に接続するコネクタにおいて、前記プロセス装置が、６００°Ｃ以上の温度環境で運転され、前記環境がハロゲン族を含む環境、プラズマエッチング環境、反応性イオンエッチング環境、プラズマ浄化環境、ガス浄化環境および運転環境の何れか一つの環境であり、前記電極および前記コネクタの少なくとも何れか一つの一部分が導電性の耐エッチング材料で被覆されており、被覆厚さが０．０００００４インチから０．０１０インチの範囲でベース基材の熱膨張係数に適合するに十分な延性を有し、少なくとも被覆層の９０％に亀裂が生じていない状態にあるコネクタと：を含み
前記充填材の組成が、ＮａＺｒ２（ＰＯ４）３のＮＺＰ構造を有した高熱安定型リン酸ジルコニウム；周期律表のＩＩａ族、ＩＩＩａ族およびＩＶａ族の元素から成る群から選択される少なくとも１つの元素を含むガラス状セラミックス；ＢａＯ―Ａｌ２Ｏ３―Ｂ２Ｏ３―ＳｉＯ２系ガラス；ＳｉＯ２とＹ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｅｕ、Ｄｙ等の酸化物を含む耐プラズマ性材料、又は前記これ等金属のフッ化物、又はイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）との混合物；の群から選択される組成を含み、前記充填材が運転環境に曝された際のエッチング速度が１０００オングストローム毎分（Å／分）未満であることを特徴とするウェーハプロセス装置。 In a wafer processing apparatus used in a semiconductor process chamber:
A base substrate having a coefficient of thermal expansion for supporting a wafer;
An electrode embedded or disposed in or below the base substrate, wherein the electrode is selected from a resistance heating electrode, a plasma generating electrode, an electrostatic chuck electrode, and an electron beam electrode, At least one electrode having an expansion coefficient of 0.75 to 1.25 times the thermal expansion coefficient of the base substrate;
In the at least one coating layer disposed on the base substrate, the coating layer is selected from the group consisting of B, Al, Si, Ga, Y, hard refractory metal, transition metal, and combinations thereof A coating layer comprising at least one of elemental nitride, carbide, carbonitride, and oxynitride:
In at least one functional member selected from the group consisting of a lead, a connector, a tab, an insertion part (insert), and a penetration or penetration hole, the at least one functional member penetrates or penetrates with a gap in the wafer processing apparatus. With at least one functional member forming a gap:
A filler for sealing the gap of the wafer processing apparatus;
In the connector for connecting the electrode to an external power source, the process apparatus is operated in a temperature environment of 600 ° C. or higher, and the environment includes an environment containing a halogen group, a plasma etching environment, a reactive ion etching environment, a plasma purification environment, One of a gas purification environment and an operating environment, wherein at least one portion of the electrode and the connector is coated with a conductive etch-resistant material, and the coating thickness is 0.000004 inch to 0 A connector having a ductility sufficient to conform to the coefficient of thermal expansion of the base substrate in the range of .010 inches and at least 90% of the coating layer is not cracked. , NaZr 2 (PO 4) 3 high thermal stable zirconium phosphate having a NZP structure; IIa of the periodic table, IIIa group Glassy ceramics containing at least one element selected from the group consisting of and IVa group element; BaO-Al 2 O 3 -B 2 O 3 -SiO 2 based glass; SiO 2 and Y, Sc, La, Ce, The composition comprising a composition selected from the group of: a plasma resistant material comprising an oxide such as Gd, Eu, Dy, or the like, or a fluoride of these metals, or a mixture with yttrium aluminum garnet (YAG); A wafer processing apparatus characterized in that an etching rate when a material is exposed to an operating environment is less than 1000 angstroms per minute (Å / min).
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