JPH0661335A - 半導体製造装置用の基板保持プレート - Google Patents
半導体製造装置用の基板保持プレートInfo
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- JPH0661335A JPH0661335A JP20785092A JP20785092A JPH0661335A JP H0661335 A JPH0661335 A JP H0661335A JP 20785092 A JP20785092 A JP 20785092A JP 20785092 A JP20785092 A JP 20785092A JP H0661335 A JPH0661335 A JP H0661335A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】従来の基板保持プレートの低い耐食性を改良し
て、腐食性雰囲気中でも長期間安定に使用できる基板保
持プレート及びその製造方法を提供する。 【構成】熱分解窒化硼素（Ｐ−ＢＮ）のベースプレート
１の一方側の表面上に基板を固定する静電チャック用電
極２を、また他側の表面上に基板加熱ヒータ用電極３が
設けられ、さらにこれらの電極を絶縁するためにベース
プレートの両面は熱分解窒化硼素の絶縁体４で覆われて
いる。このように構成されたプレート組立体はスパッタ
リング装置を用いて、基板保持プレートにバイアス電圧
を印加しながら、Ａｌ２Ｏ３からなる緻密な耐食性保護
膜５が形成される。また保護膜はＡｌＮ，ＡｌＯＮを用
い蒸着法やＣＶＤ法などによっても形成される。
て、腐食性雰囲気中でも長期間安定に使用できる基板保
持プレート及びその製造方法を提供する。 【構成】熱分解窒化硼素（Ｐ−ＢＮ）のベースプレート
１の一方側の表面上に基板を固定する静電チャック用電
極２を、また他側の表面上に基板加熱ヒータ用電極３が
設けられ、さらにこれらの電極を絶縁するためにベース
プレートの両面は熱分解窒化硼素の絶縁体４で覆われて
いる。このように構成されたプレート組立体はスパッタ
リング装置を用いて、基板保持プレートにバイアス電圧
を印加しながら、Ａｌ２Ｏ３からなる緻密な耐食性保護
膜５が形成される。また保護膜はＡｌＮ，ＡｌＯＮを用
い蒸着法やＣＶＤ法などによっても形成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造装置用の基
板保持プレート及びその製造方法に関するものである。
板保持プレート及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、基板を加熱する手段の一つとして
ホットプレート方式が知られており、これは光ＣＶＤや
プラズマＣＶＤ等の比較的低温のプロセスにおいて用い
られており、例えばプラズマＣＶＤにおいては対向電極
型の大形ホットプレートを用いたものが提案されてい
る。添付図面の図３にホットプレート方式の半導体製造
装置用の基板ステージすなわち基板保持プレートの一例
を示し、この基板保持プレートは、熱分解窒化硼素（Ｐ
−ＢＮ）のベースプレートＡの両表面上に、熱分解グラ
ファイト（Ｐ−Ｇ）で電極Ｂ、Ｃを形成し、これらの電
極Ｂ、Ｃの上から熱分解窒化硼素の絶縁体層Ｄで覆った
構造のものが知られており、表側の電極Ｂは基板をプレ
ート上に固定する静電チャック用電極であり、また裏側
に形成された電極Ｃは基板を加熱するヒータ用電極であ
る。このように構成した半導体製造装置用の基板保持プ
レートでは、表側の電極Ｂを用いて基板を固定し、他側
のヒータ用電極Ｃに通電して基板を加熱する。また基板
の処理によっては表側の静電チャック用電極Ｂのみまた
は裏側のヒータ用電極Ｃのみが使用され得る。
ホットプレート方式が知られており、これは光ＣＶＤや
プラズマＣＶＤ等の比較的低温のプロセスにおいて用い
られており、例えばプラズマＣＶＤにおいては対向電極
型の大形ホットプレートを用いたものが提案されてい
る。添付図面の図３にホットプレート方式の半導体製造
装置用の基板ステージすなわち基板保持プレートの一例
を示し、この基板保持プレートは、熱分解窒化硼素（Ｐ
−ＢＮ）のベースプレートＡの両表面上に、熱分解グラ
ファイト（Ｐ−Ｇ）で電極Ｂ、Ｃを形成し、これらの電
極Ｂ、Ｃの上から熱分解窒化硼素の絶縁体層Ｄで覆った
構造のものが知られており、表側の電極Ｂは基板をプレ
ート上に固定する静電チャック用電極であり、また裏側
に形成された電極Ｃは基板を加熱するヒータ用電極であ
る。このように構成した半導体製造装置用の基板保持プ
レートでは、表側の電極Ｂを用いて基板を固定し、他側
のヒータ用電極Ｃに通電して基板を加熱する。また基板
の処理によっては表側の静電チャック用電極Ｂのみまた
は裏側のヒータ用電極Ｃのみが使用され得る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところでこの種のＰ−
ＢＮ製の基板保持プレートは、大形化が容易であり、比
較的大きな面積の基板を加熱したり保持するのに適して
おり、また基板の加熱特性に関しても基板温度を均一に
加熱させることができ、基板温度均一性に優れている。
しかしながら、このような基板保持プレートは、Ｓ
Ｆ6 、Ｆ2 等の弗素系ガスまたは弗素プラズマや、TiCL
4 、MoCL4 等の塩素系ガスまたは塩素系プラズマ等に腐
蝕され易く、耐蝕性が悪いという問題点がある。そこ
で、本発明は、このような従来の基板保持プレートの耐
蝕性の悪さを改善して腐蝕性雰囲気中でも長期間安定し
て使用できる基板保持プレート及びその製造方法を提供
することを目的としている。
ＢＮ製の基板保持プレートは、大形化が容易であり、比
較的大きな面積の基板を加熱したり保持するのに適して
おり、また基板の加熱特性に関しても基板温度を均一に
加熱させることができ、基板温度均一性に優れている。
しかしながら、このような基板保持プレートは、Ｓ
Ｆ6 、Ｆ2 等の弗素系ガスまたは弗素プラズマや、TiCL
4 、MoCL4 等の塩素系ガスまたは塩素系プラズマ等に腐
蝕され易く、耐蝕性が悪いという問題点がある。そこ
で、本発明は、このような従来の基板保持プレートの耐
蝕性の悪さを改善して腐蝕性雰囲気中でも長期間安定し
て使用できる基板保持プレート及びその製造方法を提供
することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の第１の発明によれば、ベースプレートの
一側の表面上に基板固定する静電チャック用電極をまた
他側の表面上に基板を加熱するヒータ用電極をそれぞれ
設け、これらの電極の上から電気絶縁体で覆ってなる半
導体製造装置用の基板保持プレートにおいて、少なくと
も腐蝕性物質に晒される表面部分に耐蝕性保護膜を設け
たことを特徴とする半導体製造装置用の基板保持プレー
トが提供される。好ましくは、耐蝕性保護膜は酸化アル
ミニウム、窒化アルミニウムまたは酸窒化アルミニウム
から成ることができる。また、本発明の第２の発明によ
れば、ベースプレートの一側の表面上に基板固定する静
電チャック用電極をまた他側の表面上に基板を加熱する
ヒータ用電極をそれぞれ設け、これらの電極の上から電
気絶縁体で覆ってなる半導体製造装置用の基板保持プレ
ートの製造方法において、基板保持プレートにバイアス
電圧を印加しながら基板保持プレート表面上に形成する
ことを特徴とする半導体製造装置用の基板保持プレート
の製造方法が提供される。この方法においては、耐蝕性
保護膜は酸化アルミニウム、窒化アルミニウムまたは酸
窒化アルミニウムを用いてスパッタリング法、蒸着法、
イオンプレーティング法、ＣＶＤ法等の成膜法によって
形成され得る。
めに、本発明の第１の発明によれば、ベースプレートの
一側の表面上に基板固定する静電チャック用電極をまた
他側の表面上に基板を加熱するヒータ用電極をそれぞれ
設け、これらの電極の上から電気絶縁体で覆ってなる半
導体製造装置用の基板保持プレートにおいて、少なくと
も腐蝕性物質に晒される表面部分に耐蝕性保護膜を設け
たことを特徴とする半導体製造装置用の基板保持プレー
トが提供される。好ましくは、耐蝕性保護膜は酸化アル
ミニウム、窒化アルミニウムまたは酸窒化アルミニウム
から成ることができる。また、本発明の第２の発明によ
れば、ベースプレートの一側の表面上に基板固定する静
電チャック用電極をまた他側の表面上に基板を加熱する
ヒータ用電極をそれぞれ設け、これらの電極の上から電
気絶縁体で覆ってなる半導体製造装置用の基板保持プレ
ートの製造方法において、基板保持プレートにバイアス
電圧を印加しながら基板保持プレート表面上に形成する
ことを特徴とする半導体製造装置用の基板保持プレート
の製造方法が提供される。この方法においては、耐蝕性
保護膜は酸化アルミニウム、窒化アルミニウムまたは酸
窒化アルミニウムを用いてスパッタリング法、蒸着法、
イオンプレーティング法、ＣＶＤ法等の成膜法によって
形成され得る。
【０００５】
【作用】本発明による半導体製造装置用の基板保持プレ
ートにおいては、表面に形成された耐蝕性保護膜は、弗
素系ガスまたは弗素プラズマ、塩素系ガスまたは塩素系
プラズマ等に腐蝕されず、このような腐蝕性雰囲気内で
も基板保持プレートを長期間安定して使用できるように
させている。また、本発明の製造方法においては、基板
保持プレートにバイアス電圧を印加しながらプレート表
面上に保護膜を形成することにより、保護膜を形成する
面に電極等の存在により凸凹があっても形成される保護
膜は表面を平坦にすることができ、また形成される保護
膜の表面応力を小さくできるので、基板保持プレートの
反りは小さくなり、密着性の良い保護膜を形成すること
ができる。
ートにおいては、表面に形成された耐蝕性保護膜は、弗
素系ガスまたは弗素プラズマ、塩素系ガスまたは塩素系
プラズマ等に腐蝕されず、このような腐蝕性雰囲気内で
も基板保持プレートを長期間安定して使用できるように
させている。また、本発明の製造方法においては、基板
保持プレートにバイアス電圧を印加しながらプレート表
面上に保護膜を形成することにより、保護膜を形成する
面に電極等の存在により凸凹があっても形成される保護
膜は表面を平坦にすることができ、また形成される保護
膜の表面応力を小さくできるので、基板保持プレートの
反りは小さくなり、密着性の良い保護膜を形成すること
ができる。
【０００６】
【実施例】以下添付図面の図１及び図２を参照して本発
明の実施例について説明する。図１には本発明による基
板保持プレートの一実施例を示し、１は直径250mm の熱
分解窒化硼素（Ｐ−ＢＮ）のベースプレートで、その表
側表面上には、基板を固定する静電チャック用電極２が
また裏側表面上には基板を加熱するヒータ用電極３が熱
分解グラファイト（Ｐ−Ｇ）でそれぞれ図示したような
形状で設けられている。またベースプレート１の表裏両
面は電極２、３を絶縁するため熱分解窒化硼素（Ｐ−Ｂ
Ｎ）の絶縁体４で覆われている。こうして構成されたプ
レート組立体の全体は後で図２を参照して説明するスパ
ッタリング装置を用いて酸化アルミニウム膜から成る保
護膜５が約５μｍの厚さに形成されている。
明の実施例について説明する。図１には本発明による基
板保持プレートの一実施例を示し、１は直径250mm の熱
分解窒化硼素（Ｐ−ＢＮ）のベースプレートで、その表
側表面上には、基板を固定する静電チャック用電極２が
また裏側表面上には基板を加熱するヒータ用電極３が熱
分解グラファイト（Ｐ−Ｇ）でそれぞれ図示したような
形状で設けられている。またベースプレート１の表裏両
面は電極２、３を絶縁するため熱分解窒化硼素（Ｐ−Ｂ
Ｎ）の絶縁体４で覆われている。こうして構成されたプ
レート組立体の全体は後で図２を参照して説明するスパ
ッタリング装置を用いて酸化アルミニウム膜から成る保
護膜５が約５μｍの厚さに形成されている。
【０００７】図２には本発明の製造方法に用いられるス
パッタリング装置の構成を概略的に示し、６は真空槽
で、この真空槽６内には基板保持プレート７の装着され
る基板ホルダ８と酸化アルミニウムのターゲット９の装
着されるＲＦ電極10とが対向して配置されている。基板
ホルダ８は整合回路を成すマッチングボックス11を介し
て基板バイアス用高周波電源12に接続され、またＲＦ電
極10は整合回路を成すマッチングボックス13を介してス
パッタ用高周波電源14に接続されている。また真空槽６
内には赤外線ランプヒータ15及びシャッタ16が図示した
ように設けられている。さらに真空槽６には、それぞれ
アルゴンガス及び酸素を導入するためのアルゴンガス導
入系17及び酸素ガス導入系18が接続されている。
パッタリング装置の構成を概略的に示し、６は真空槽
で、この真空槽６内には基板保持プレート７の装着され
る基板ホルダ８と酸化アルミニウムのターゲット９の装
着されるＲＦ電極10とが対向して配置されている。基板
ホルダ８は整合回路を成すマッチングボックス11を介し
て基板バイアス用高周波電源12に接続され、またＲＦ電
極10は整合回路を成すマッチングボックス13を介してス
パッタ用高周波電源14に接続されている。また真空槽６
内には赤外線ランプヒータ15及びシャッタ16が図示した
ように設けられている。さらに真空槽６には、それぞれ
アルゴンガス及び酸素を導入するためのアルゴンガス導
入系17及び酸素ガス導入系18が接続されている。
【０００８】このように構成した図示装置を用いて基板
保持プレート７に酸化アルミニウムの保護膜を形成する
方法について説明する。真空槽６はまず１×10-5Torr程
度まで排気される。そして同時に基板保持プレート７は
赤外線ランプヒータ15によって加熱脱ガスされる。次に
アルゴンガス導入系17及び酸素ガス導入系18からアルゴ
ンガスまたはアルゴンガスと酸素との混合ガスを真空槽
６内に導入して放電可能な圧力すなわち１×10-2Torrに
調整し維持する。シャッタ16を閉じたまま基板バイアス
用高周波電源12及びスパッタ用高周波電源14から電力を
投入し、各マッチングボックス11、13の整合を取りなが
らしばらく放電を継続させ、基板保持プレート７のスパ
ッタクリーニングを行うと同時に、ターゲット９をプレ
スパッタリングしてターゲット表面をクリーニングす
る。こうして基板保持プレート７及びターゲット９のク
リーニングが終了した後、シャッタ16を開放し、基板保
持プレート７上に酸化アルミニウム膜が所望の膜厚すな
わち約５μｍの厚さに成膜される。この成膜方法は高周
波マグネトロンバイアススパッタリングであり、すなわ
ち成膜中基板ホルダ８にも高周波バイアス電圧を印加
し、バイアススパッタリングが行われる。これにより、
成膜される膜の付着力が強く、緻密で内部応力の小さい
酸化アルミニウム膜を基板保持プレート７上に形成する
ことがてきる。
保持プレート７に酸化アルミニウムの保護膜を形成する
方法について説明する。真空槽６はまず１×10-5Torr程
度まで排気される。そして同時に基板保持プレート７は
赤外線ランプヒータ15によって加熱脱ガスされる。次に
アルゴンガス導入系17及び酸素ガス導入系18からアルゴ
ンガスまたはアルゴンガスと酸素との混合ガスを真空槽
６内に導入して放電可能な圧力すなわち１×10-2Torrに
調整し維持する。シャッタ16を閉じたまま基板バイアス
用高周波電源12及びスパッタ用高周波電源14から電力を
投入し、各マッチングボックス11、13の整合を取りなが
らしばらく放電を継続させ、基板保持プレート７のスパ
ッタクリーニングを行うと同時に、ターゲット９をプレ
スパッタリングしてターゲット表面をクリーニングす
る。こうして基板保持プレート７及びターゲット９のク
リーニングが終了した後、シャッタ16を開放し、基板保
持プレート７上に酸化アルミニウム膜が所望の膜厚すな
わち約５μｍの厚さに成膜される。この成膜方法は高周
波マグネトロンバイアススパッタリングであり、すなわ
ち成膜中基板ホルダ８にも高周波バイアス電圧を印加
し、バイアススパッタリングが行われる。これにより、
成膜される膜の付着力が強く、緻密で内部応力の小さい
酸化アルミニウム膜を基板保持プレート７上に形成する
ことがてきる。
【０００９】本発明の方法で形成したアルミナ保護膜を
備えたＰ−ＢＮ基板保持プレートの耐蝕性についてアル
ミナ保護膜を備えない従来のものと比較実験したところ
次のような結果が得られた。エッチングガスとしてＳＦ
6 を用い、エッチングパワーをＲＦ200Wとした場合アル
ミナ保護膜を備えないプレートの場合には6000オングス
トローム／分（Ｐ−ＢＮ自体のエッチングレート）であ
ったのに対して本発明によるアルミナ保護膜を備えたＰ
−ＢＮ基板保持プレートでは０オングストローム／分で
エッチングレートは測定されなかった。
備えたＰ−ＢＮ基板保持プレートの耐蝕性についてアル
ミナ保護膜を備えない従来のものと比較実験したところ
次のような結果が得られた。エッチングガスとしてＳＦ
6 を用い、エッチングパワーをＲＦ200Wとした場合アル
ミナ保護膜を備えないプレートの場合には6000オングス
トローム／分（Ｐ−ＢＮ自体のエッチングレート）であ
ったのに対して本発明によるアルミナ保護膜を備えたＰ
−ＢＮ基板保持プレートでは０オングストローム／分で
エッチングレートは測定されなかった。
【００１０】ところで、図示実施例では保護膜の材料と
して酸化アルミニウムが用いられているが、酸化アルミ
ニウムに変えて窒化アルミニウムや酸窒化アルミニウム
を用いることもできる。また、保護膜の形成方法につい
てもスパッタリングに代えて蒸着法、イオンプレーティ
ング法、ＣＶＤ法等の成膜法を用いることも可能であ
る。さらに、図示実施例では保護膜は基板保持プレート
の全面に形成しているが、当然腐蝕性物質に晒される領
域または部分に形成すれば必要な耐蝕性を保障すること
ができる。
して酸化アルミニウムが用いられているが、酸化アルミ
ニウムに変えて窒化アルミニウムや酸窒化アルミニウム
を用いることもできる。また、保護膜の形成方法につい
てもスパッタリングに代えて蒸着法、イオンプレーティ
ング法、ＣＶＤ法等の成膜法を用いることも可能であ
る。さらに、図示実施例では保護膜は基板保持プレート
の全面に形成しているが、当然腐蝕性物質に晒される領
域または部分に形成すれば必要な耐蝕性を保障すること
ができる。
【００１１】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明による
半導体製造装置用の基板保持プレートにおいては、少な
くとも腐蝕性物質に晒される表面部分耐蝕性保護膜を形
成しているので、弗素系ガスまたは弗素プラズマ、塩素
系ガスまたは塩素系プラズマ等腐蝕性物質による腐蝕は
防止され、長期間安定して使用できるホットプレート方
式の基板加熱保持手段を提供することができる。また、
本発明の製造方法においては、プレートにバイアス電圧
を印加しながらプレート表面上に保護膜を形成している
ので、表面の凸凹があっても保護膜の表面は平坦に形成
することができ、しかも保護膜の表面応力を小さくで
き、付着力の強い保護膜を形成することができる。
半導体製造装置用の基板保持プレートにおいては、少な
くとも腐蝕性物質に晒される表面部分耐蝕性保護膜を形
成しているので、弗素系ガスまたは弗素プラズマ、塩素
系ガスまたは塩素系プラズマ等腐蝕性物質による腐蝕は
防止され、長期間安定して使用できるホットプレート方
式の基板加熱保持手段を提供することができる。また、
本発明の製造方法においては、プレートにバイアス電圧
を印加しながらプレート表面上に保護膜を形成している
ので、表面の凸凹があっても保護膜の表面は平坦に形成
することができ、しかも保護膜の表面応力を小さくで
き、付着力の強い保護膜を形成することができる。
【図１】 本発明による半導体製造装置用の基板保持プ
レートの一実施例を示し、（ａ）は表側の電極を示す断
面図、また（ｂ）は中央縦断面図、（ｃ）は裏側の電極
を示す断面図。
レートの一実施例を示し、（ａ）は表側の電極を示す断
面図、また（ｂ）は中央縦断面図、（ｃ）は裏側の電極
を示す断面図。
【図２】 本発明による方法に用いられるスパッタリン
グ装置の構成を示す概略線図。
グ装置の構成を示す概略線図。
【図３】 従来の基板保持プレートの一例を示し、
（ａ）は表側の電極を示す断面図、（ｂ）は中央縦断面
図、（ｃ）は裏側の電極を示す断面図。
（ａ）は表側の電極を示す断面図、（ｂ）は中央縦断面
図、（ｃ）は裏側の電極を示す断面図。
１：熱分解窒化硼素（Ｐ−ＢＮ）のベースプレート ２：静電チャック用電極 ３：ヒータ用電極 ４：絶縁体 ５：保護膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中山 泉 神奈川県茅ケ崎市萩園2500番地 日本真空 技術株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】ベースプレートの一側の表面上に基板固定
する静電チャック用電極をまた他側の表面上に基板を加
熱するヒータ用電極をそれぞれ設け、これらの電極の上
から電気絶縁体で覆ってなる半導体製造装置用の基板保
持プレートにおいて、基板保持プレートの少なくとも腐
蝕性物質に晒される表面部分に耐蝕性保護膜を設けたこ
とを特徴とする半導体製造装置用の基板保持プレート。 - 【請求項２】耐蝕性保護膜が酸化アルミニウム、窒化ア
ルミニウムまたは酸窒化アルミニウムから成る請求項１
に記載の半導体製造装置用の基板保持プレート。 - 【請求項３】ベースプレートの一側の表面上に基板固定
する静電チャック用電極をまた他側の表面上に基板を加
熱するヒータ用電極をそれぞれ設け、これらの電極の上
から電気絶縁体で覆ってなる半導体製造装置用の基板保
持プレートの製造方法において、基板保持プレートにバ
イアス電圧を印加しながら基板保持プレート表面上に耐
蝕性保護膜を形成することを特徴とする半導体製造装置
用の基板保持プレートの製造方法。 - 【請求項４】耐蝕性保護膜が酸化アルミニウム、窒化ア
ルミニウムまたは酸窒化アルミニウムを用いてスパッタ
リング法、蒸着法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法
等の成膜法によって形成される請求項３に記載の半導体
製造装置用の基板保持プレートの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20785092A JPH0661335A (ja) | 1992-08-04 | 1992-08-04 | 半導体製造装置用の基板保持プレート |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20785092A JPH0661335A (ja) | 1992-08-04 | 1992-08-04 | 半導体製造装置用の基板保持プレート |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0661335A true JPH0661335A (ja) | 1994-03-04 |
Family
ID=16546567
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20785092A Pending JPH0661335A (ja) | 1992-08-04 | 1992-08-04 | 半導体製造装置用の基板保持プレート |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0661335A (ja) |
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-
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- 1992-08-04 JP JP20785092A patent/JPH0661335A/ja active Pending
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