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JP7317506B2 - holding device - Google Patents

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JP7317506B2
JP7317506B2 JP2019000638A JP2019000638A JP7317506B2 JP 7317506 B2 JP7317506 B2 JP 7317506B2 JP 2019000638 A JP2019000638 A JP 2019000638A JP 2019000638 A JP2019000638 A JP 2019000638A JP 7317506 B2 JP7317506 B2 JP 7317506B2
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Description

本明細書に開示される技術は、保持装置に関する。 The technology disclosed in this specification relates to a holding device.

例えば半導体素子を製造する際にウェハを保持する保持装置として、静電チャックが用いられる。静電チャックは、セラミックス部材と、例えば金属製のベース部材と、セラミックス部材とベース部材とを接合する接合部と、セラミックス部材の内部に配置されたチャック電極とを備えており、チャック電極に電圧が印加されることにより発生する静電引力を利用して、セラミックス部材の表面(以下、「吸着面」という。)にウェハを吸着して保持する。 For example, an electrostatic chuck is used as a holding device for holding a wafer when manufacturing semiconductor devices. The electrostatic chuck includes a ceramic member, a base member made of metal, for example, a joining portion that joins the ceramic member and the base member, and a chuck electrode disposed inside the ceramic member. The wafer is attracted and held on the surface of the ceramic member (hereinafter referred to as "attraction surface") by utilizing the electrostatic attraction generated by the application of .

静電チャックの吸着面に保持されたウェハの温度が所望の温度にならないと、ウェハに対する各処理(成膜、エッチング等)の精度が低下するおそれがある。このため、静電チャックには、ヒータ電極がセラミックス部材の内部に配置されており、このヒータ電極の加熱により、セラミックス部材の吸着面の温度が所望の温度になるよう制御が行われる。 If the temperature of the wafer held on the attraction surface of the electrostatic chuck does not reach the desired temperature, there is a risk that the accuracy of each process (film formation, etching, etc.) on the wafer will drop. Therefore, in the electrostatic chuck, a heater electrode is arranged inside the ceramic member, and the heating of the heater electrode controls the temperature of the attracting surface of the ceramic member to a desired temperature.

ここで、ヒータ電極の形成材料として、W(タングステン)を用いた場合、例えばセラミックス部材の製造段階におけるセラミックス材料内の残炭具合や焼成条件等の要因により、ヒータ電極に、Wだけでなく、Wの炭化物であるWC(一炭化一タングステン)やWC(一炭化二タングステン)等が生成されることがある。ここで、WCの比抵抗(19×10-6Ωcm程度)は、Wの比抵抗(6×10-6Ωcm程度)より大きく、WCの比抵抗(53×10-6Ωcm程度)は、WCの比抵抗よりさらに大きい。このため、ヒータ電極に、WCが存在すると、ヒータ電極の電気抵抗が顕著に増大する。そこで、従来から、WC粒子を含む導電性ペーストを用いてヒータ電極をセラミックスグリーンシートに形成し、WCの生成温度より低い温度で焼成することにより、ヒータ電極が内部に配置されたセラミックス部材を生成する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Here, when W (tungsten) is used as the material for forming the heater electrode, not only W but also W, W carbides such as WC (tungsten monocarbide) and W 2 C (tungsten monocarbide) may be generated. Here, the specific resistance of WC (approximately 19×10 −6 Ωcm) is greater than that of W (approximately 6× 10 −6 Ωcm), and the specific resistance of W 2 C (approximately 53×10 −6 Ωcm) is , even greater than the resistivity of WC. Therefore, when W 2 C exists in the heater electrode, the electrical resistance of the heater electrode significantly increases. Therefore, conventionally, a heater electrode is formed on a ceramic green sheet using a conductive paste containing WC particles, and fired at a temperature lower than the generation temperature of W 2 C, thereby producing a ceramic member in which the heater electrode is arranged. is known (see Patent Document 1, for example).

特開2000-12194号公報JP-A-2000-12194

例えばヒータ電極の発熱効率の向上等の観点から、ヒータ電極の抵抗温度係数の向上が要求されることがある。WC粒子を含む導電性ペーストを用いる上記従来の技術では、仮にWCの生成を低減できたとしても、ヒータ電極の抵抗温度係数が低い。その結果、例えば、所定の目標温度までセラミックス部材の吸着面を加熱できなくなったり、また、仮に所定の目標温度までセラミックス部材の吸着面を加熱できたとしてもヒータ電極の発熱効率が低下したりする、といった問題があった。 For example, from the viewpoint of improving the heat generation efficiency of the heater electrode, it is sometimes required to improve the temperature coefficient of resistance of the heater electrode. In the conventional technique using the conductive paste containing WC particles, even if the generation of W 2 C can be reduced, the temperature coefficient of resistance of the heater electrode is low. As a result, for example, the attraction surface of the ceramic member cannot be heated to a predetermined target temperature, or even if the attraction surface of the ceramic member can be heated to the predetermined target temperature, the heat generation efficiency of the heater electrode decreases. , there was a problem.

なお、このような課題は、ヒータ電極に限らず、その他の抵抗体が設けられたセラミックス部材に共通の課題である。また、このような課題は、静電チャックに限らず、抵抗体が設けられたセラミックス部材を備え、セラミックス部材の表面上に対象物を保持する保持装置一般に共通の課題である。 Such a problem is not limited to the heater electrode, but is common to other ceramic members provided with resistors. Moreover, such a problem is not limited to electrostatic chucks, and is common to all holding devices that include a ceramic member provided with a resistor and hold an object on the surface of the ceramic member.

本明細書では、上述した課題を解決することが可能な技術を開示する。 This specification discloses a technology capable of solving the above-described problems.

本明細書に開示される技術は、以下の形態として実現することが可能である。 The technology disclosed in this specification can be implemented as the following modes.

(1)本明細書に開示される保持装置は、第1の方向に略直交する第1の表面を有するセラミックス部材と、前記セラミックス部材に設けられた抵抗体と、を備え、前記セラミックス部材の前記第1の表面上に対象物を保持する保持装置において、前記抵抗体の少なくとも1つの特定断面において、前記抵抗体は、WCを含み、かつ、前記抵抗体におけるWに対するCの原子数比率は1より大きい。 (1) A holding device disclosed in the present specification includes a ceramic member having a first surface substantially orthogonal to a first direction, and a resistor provided on the ceramic member. In a holding device for holding an object on the first surface, in at least one specific cross section of the resistor, the resistor includes WC, and the atomic ratio of C to W in the resistor is Greater than 1.

本願の発明者は、抵抗体におけるWに対するCの原子数比率が1より大きいと、抵抗体の抵抗温度係数が顕著に向上することを新たに見出した。そこで、本保持装置では、抵抗体の少なくとも1つの特定断面において、セラミックス部材に設けられた抵抗体は、WCを含み、かつ、抵抗体におけるWに対するCの原子数比率は1より大きい。これにより、本保持装置によれば、抵抗体におけるWに対するCの原子数比率が1以下である構成に比べて、抵抗体の抵抗温度係数を向上させることができる。 The inventor of the present application newly found that the temperature coefficient of resistance of the resistor is significantly improved when the atomic ratio of C to W in the resistor is greater than 1. Therefore, in this holding device, the resistor provided on the ceramic member contains WC, and the atomic number ratio of C to W in the resistor is greater than 1 in at least one specific cross section of the resistor. As a result, according to this holding device, the temperature coefficient of resistance of the resistor can be improved as compared with a configuration in which the atomic number ratio of C to W in the resistor is 1 or less.

(2)上記保持装置において、前記特定断面において、前記抵抗体におけるWに対するCの原子数比率は、1.01以上である構成としてもよい。本願の発明者は、抵抗体におけるWに対するCの原子数比率が1より大きい場合、抵抗体の材料比抵抗は、抵抗体のWに対するCの原子数比率の大小に影響されにくい、ことを新たに見出した。そこで、本保持装置では、抵抗体におけるWに対するCの原子数比率は、1.01以上である。これにより、本保持装置によれば、抵抗体の材料比抵抗の増加を抑制しつつ、抵抗体の抵抗温度係数を向上させることができる。 (2) In the above-described holding device, the atomic number ratio of C to W in the resistor may be 1.01 or more in the specific cross section. The inventors of the present application newly found that when the atomic ratio of C to W in the resistor is greater than 1, the material resistivity of the resistor is not easily affected by the atomic ratio of C to W in the resistor. I found it in Therefore, in this holding device, the atomic number ratio of C to W in the resistor is 1.01 or more. Thus, according to this holding device, it is possible to improve the temperature coefficient of resistance of the resistor while suppressing an increase in the material specific resistance of the resistor.

(3)上記保持装置において、前記抵抗体の抵抗温度係数は、4500ppm/℃以上、6500ppm/℃以下である構成としてもよい。本保持装置では、抵抗温度係数は、4500ppm/℃以上、6500ppm/℃以下である。これにより、本保持装置によれば、例えば白金により構成された抵抗体の抵抗温度係数(約3900ppm/℃)に比べて、高い抵抗温度係数を有する抵抗体が設けられた保持装置を提供することができる。 (3) In the above holding device, the temperature coefficient of resistance of the resistor may be 4500 ppm/°C or more and 6500 ppm/°C or less. In this holding device, the temperature coefficient of resistance is 4500 ppm/°C or more and 6500 ppm/°C or less. Thus, according to the present holding device, a holding device provided with a resistor having a higher temperature coefficient of resistance than the temperature coefficient of resistance (approximately 3900 ppm/° C.) of a resistor made of platinum, for example, can be provided. can be done.

なお、本明細書に開示される技術は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば静電チャック、真空チャック等の保持装置、サセプタ等の加熱装置、さらには、抵抗体が設けられたセラミックス部材、それらの製造方法等の形態で実現することが可能である。 It should be noted that the technology disclosed in this specification can be implemented in various forms. It is possible to realize the present invention in the form of a ceramic member, a manufacturing method thereof, and the like.

実施形態における加熱装置100の外観構成を概略的に示す斜視図である。1 is a perspective view schematically showing an external configuration of a heating device 100 according to an embodiment; FIG. 実施形態における加熱装置100のXZ断面構成を概略的に示す説明図である。It is an explanatory view showing roughly the XZ section composition of heating device 100 in an embodiment. 各サンプルにおけるヒータ電極の材料比抵抗と抵抗温度係数とに関する評価結果を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing evaluation results regarding the material specific resistance and temperature coefficient of resistance of the heater electrode in each sample; サンプル3におけるヒータ電極付近のXZ断面構成を模式的に示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory view schematically showing the XZ cross-sectional configuration of the vicinity of the heater electrode in sample 3;

A.本実施形態:
A-1.加熱装置100の構成:
図1は、本実施形態における加熱装置100の外観構成を概略的に示す斜視図であり、図2は、本実施形態における加熱装置100のXZ断面構成を概略的に示す説明図である。各図には、方向を特定するための互いに直交するXYZ軸が示されている。本明細書では、便宜的に、Z軸正方向を上方向といい、Z軸負方向を下方向というものとするが、加熱装置100は実際にはそのような向きとは異なる向きで設置されてもよい。
A. This embodiment:
A-1. Configuration of heating device 100:
FIG. 1 is a perspective view schematically showing the external configuration of a heating device 100 according to the present embodiment, and FIG. 2 is an explanatory view schematically showing the XZ cross-sectional configuration of the heating device 100 according to the present embodiment. Each figure shows mutually orthogonal XYZ axes for specifying directions. In this specification, for the sake of convenience, the positive direction of the Z-axis is referred to as the upward direction, and the negative direction of the Z-axis is referred to as the downward direction. may

加熱装置100は、対象物(例えば、半導体ウェハW)を保持しつつ所定の処理温度(例えば、400~650℃程度)に加熱する装置であり、サセプタとも呼ばれる。加熱装置100は、例えば、成膜装置(CVD成膜装置やスパッタリング成膜装置等)やエッチング装置(プラズマエッチング装置等)といった半導体製造装置の一部として使用される。 The heating device 100 is a device that holds an object (eg, a semiconductor wafer W) and heats it to a predetermined processing temperature (eg, about 400 to 650° C.), and is also called a susceptor. The heating apparatus 100 is used as part of a semiconductor manufacturing apparatus such as, for example, a film forming apparatus (CVD film forming apparatus, sputtering film forming apparatus, etc.) or an etching apparatus (plasma etching apparatus, etc.).

図1および図2に示すように、加熱装置100は、保持体10と柱状支持体20とを備える。 As shown in FIGS. 1 and 2, the heating device 100 includes a holder 10 and a columnar support 20. As shown in FIG.

(保持体10)
保持体10は、所定の方向(本実施形態では上下方向)に略直交する保持面S1および裏面S2を有する略円板状の部材である。保持体10は、例えば、AlN(窒化アルミニウム)を主成分とするセラミックスにより形成されている。なお、ここでいう主成分とは、含有割合(重量割合)の最も多い成分を意味する。保持体10のセラミックス部分におけるAlNの含有率は、90体積%以上、99.5体積%以下であることが好ましい。保持体10の直径は、例えば100mm以上、500mm以下程度であり、保持体10の厚さ(上下方向における長さ)は、例えば3mm以上、20mm以下程度である。
(Holding body 10)
The holding body 10 is a substantially disk-shaped member having a holding surface S1 and a back surface S2 that are substantially orthogonal to a predetermined direction (vertical direction in this embodiment). The holder 10 is made of, for example, ceramics containing AlN (aluminum nitride) as a main component. In addition, the main component here means the component with the highest content ratio (weight ratio). The content of AlN in the ceramic portion of the holder 10 is preferably 90% by volume or more and 99.5% by volume or less. The diameter of the holder 10 is, for example, about 100 mm or more and 500 mm or less, and the thickness (length in the vertical direction) of the holder 10 is, for example, about 3 mm or more and 20 mm or less.

図2に示すように、保持体10の内部には、保持体10を加熱する抵抗発熱体により構成されたヒータ電極50が配置されている。ヒータ電極50の詳細構成については後述する。ヒータ電極50の一対の端部は、保持体10の周縁側に配置されている。また、保持体10の内部には、一対の周縁側ビア導体51と、一対の導電路53と、ビア群52とが設けられている。各周縁側ビア導体51は、上下方向に延びる線状の導電体であり、保持体10の周縁側に位置している。各周縁側ビア導体51の上端は、ヒータ電極50の各端部に接続されている。各導電路53は、保持体10の径方向に延びる線状の導電体であり、各導電路53の上記径方向外側の端部に、各周縁側ビア導体51の下端が接続されている。ビア群52は、上下方向に延びる線状の導電体である複数(本実施形態では、2つ)のビア52Aを含む。各ビア52Aの上端は、各導電路53の上記径方向内側の端部に接続されている。また、保持体10の裏面S2の中央部付近には、一対の凹部12が形成されており、各凹部12内には受電電極(電極パッド)54が配置されている。各受電電極54は、保持体10の裏面S2に露出するように配置されており、受電電極54の露出部分はろう付け部56に覆われている。各ビア52Aの下端は各受電電極54に接続されている。これにより、ヒータ電極50と各受電電極54とが電気的に接続されている。 As shown in FIG. 2, a heater electrode 50 configured by a resistance heating element for heating the holder 10 is arranged inside the holder 10 . A detailed configuration of the heater electrode 50 will be described later. A pair of ends of the heater electrode 50 are arranged on the peripheral side of the holder 10 . A pair of peripheral-side via conductors 51 , a pair of conductive paths 53 , and a via group 52 are provided inside the holder 10 . Each peripheral-side via conductor 51 is a linear conductor extending in the vertical direction, and is positioned on the peripheral side of holder 10 . The upper end of each peripheral via conductor 51 is connected to each end of the heater electrode 50 . Each conductive path 53 is a linear conductor extending in the radial direction of holder 10 , and the lower end of each peripheral via conductor 51 is connected to the radially outer end of each conductive path 53 . The via group 52 includes a plurality of (two in this embodiment) vias 52A that are linear conductors extending in the vertical direction. The upper end of each via 52</b>A is connected to the radial inner end of each conductive path 53 . A pair of recesses 12 are formed in the vicinity of the central portion of the rear surface S2 of the holder 10, and a power receiving electrode (electrode pad) 54 is arranged in each recess 12. As shown in FIG. Each power receiving electrode 54 is arranged so as to be exposed on the back surface S<b>2 of the holder 10 , and the exposed portion of the power receiving electrode 54 is covered with a brazed portion 56 . A lower end of each via 52A is connected to each power receiving electrode 54 . Thereby, the heater electrode 50 and each power receiving electrode 54 are electrically connected.

(柱状支持体20)
柱状支持体20は、上記所定の方向(上下方向)に延びる略円柱状部材である。柱状支持体20は、保持体10と同様に、例えばAlNを主成分とするセラミックスにより形成されている。柱状支持体20の外径は、例えば30mm以上、90mm以下程度であり、柱状支持体20の高さ(上下方向における長さ)は、例えば100mm以上、300mm以下程度である。
(Column support 20)
The columnar support 20 is a substantially cylindrical member extending in the predetermined direction (vertical direction). Like the holder 10, the columnar support 20 is made of, for example, AlN-based ceramics. The outer diameter of the columnar support 20 is, for example, approximately 30 mm or more and 90 mm or less, and the height (vertical length) of the columnar support 20 is, for example, approximately 100 mm or more and 300 mm or less.

(接合部30)
保持体10と柱状支持体20とは、保持体10の裏面S2と柱状支持体20の上面S3とが上下方向に対向するように配置されている。柱状支持体20は、保持体10の裏面S2の中心部付近に、後述の接合材料により形成された接合部30を介して接合されている。
(joint portion 30)
The holder 10 and the columnar support 20 are arranged such that the back surface S2 of the holder 10 and the upper surface S3 of the columnar support 20 face each other in the vertical direction. The columnar support 20 is joined to the vicinity of the central portion of the rear surface S2 of the holder 10 via a joint 30 made of a jointing material which will be described later.

図2に示すように、柱状支持体20には、保持体10の裏面S2側に開口する貫通孔22が形成されている。貫通孔22は、上下方向と略同一方向に延び、延伸方向にわたって略一定の内径を有する断面略円形の孔である。貫通孔22には、複数(本実施形態では2つ)の電極端子70が収容されている。各電極端子70の上端部は、金属ろう材(例えば金ろう材)を含む、ろう付け部56を介して受電電極54に接合されている。図示しない電源から各電極端子70、各受電電極54、ビア群52(ビア52A)を介してヒータ電極50に電圧が印加されると、ヒータ電極50が発熱し、保持体10の保持面S1上に保持された対象物(例えば、半導体ウェハW)が所定の温度(例えば、400~650℃程度)に加熱される。 As shown in FIG. 2, the columnar support 20 is formed with a through hole 22 that opens toward the rear surface S2 of the holder 10 . The through-hole 22 is a hole with a substantially circular cross section that extends in substantially the same direction as the vertical direction and has a substantially constant inner diameter over the extending direction. A plurality of (two in this embodiment) electrode terminals 70 are housed in the through hole 22 . An upper end portion of each electrode terminal 70 is joined to the power receiving electrode 54 via a brazing portion 56 containing a metal brazing material (for example, gold brazing material). When a voltage is applied to the heater electrodes 50 from a power source (not shown) through the electrode terminals 70, the power receiving electrodes 54, and the via group 52 (vias 52A), the heater electrodes 50 generate heat, and the holding surface S1 of the holder 10 is heated. An object (eg, a semiconductor wafer W) held in the chamber is heated to a predetermined temperature (eg, about 400 to 650° C.).

A-2.ヒータ電極50の詳細構成:
ヒータ電極50の詳細構成について説明する。ヒータ電極50は、導電性材料としてW(タングステン)を含む材料により形成されている。なお、ヒータ電極50は、W以外に、Mo(モリブデン)などの他の導電性材料を含んでいてもよい。また、ヒータ電極50は、導電性材料以外の成分を含んでいてもよい。例えば、保持体10とヒータ電極50との熱膨張差の低減のため、ヒータ電極50は、保持体10の主成分であるセラミックスと同じセラミックスを含んでいることが好ましい。
A-2. Detailed configuration of the heater electrode 50:
A detailed configuration of the heater electrode 50 will be described. The heater electrode 50 is made of a material containing W (tungsten) as a conductive material. In addition to W, the heater electrode 50 may contain other conductive materials such as Mo (molybdenum). Also, the heater electrode 50 may contain components other than the conductive material. For example, in order to reduce the difference in thermal expansion between the holder 10 and the heater electrode 50 , the heater electrode 50 preferably contains the same ceramics as the main component of the holder 10 .

また、ヒータ電極50は、少なくとも次の第1の要件を満たす。
<第1の要件>
ヒータ電極50の少なくとも1つの特定断面において、ヒータ電極50は、WC(一炭化一タングステン)を含み、かつ、ヒータ電極50におけるWに対するC(炭素)の原子数比率(以下、「カーボン比率」という)は1より大きい。
なお、「カーボン比率」は、ヒータ電極50に含まれるWとCとについて、Wの原子数に対する、Cの原子数の割合である。例えば、ヒータ電極50が、主として、WCとCとを含む場合、第1の要件を満たす。
Also, the heater electrode 50 satisfies at least the following first requirement.
<First requirement>
In at least one specific cross section of the heater electrode 50, the heater electrode 50 contains WC (tungsten monocarbide), and the atomic ratio of C (carbon) to W in the heater electrode 50 (hereinafter referred to as "carbon ratio") ) is greater than one.
Note that the “carbon ratio” is the ratio of the number of C atoms to the number of W atoms with respect to W and C contained in the heater electrode 50 . For example, if the heater electrode 50 mainly contains WC and C, it satisfies the first requirement.

また、ヒータ電極50は、さらに、次の第2の要件を満たすことが好ましい。
<第2の要件>
ヒータ電極50の少なくとも1つの特定断面において、ヒータ電極50におけるカーボン比率は、1.01以上である。
なお、ヒータ電極50の少なくとも1つの特定断面において、ヒータ電極50におけるカーボン比率は、1.20以下であることが好ましい。後述するように、上記第1の条件を満たす場合において、ヒータ電極50におけるカーボン比率がある程度高くても、ヒータ電極50の材料比抵抗(μΩ・cm)は略一定であるが、カーボン比率が1.20より高くなり、Cの含有量が過剰になると、ヒータ電極50の材料比抵抗に影響することが想定されるからである。
Moreover, the heater electrode 50 preferably satisfies the following second requirement.
<Second requirement>
In at least one specific cross section of the heater electrode 50, the carbon ratio in the heater electrode 50 is 1.01 or more.
In addition, in at least one specific cross section of the heater electrode 50, the carbon ratio in the heater electrode 50 is preferably 1.20 or less. As will be described later, when the first condition is satisfied, even if the carbon ratio in the heater electrode 50 is high to some extent, the material specific resistance (μΩ·cm) of the heater electrode 50 is substantially constant, but the carbon ratio is 1. This is because it is assumed that if the C content becomes higher than .20 and the C content becomes excessive, the specific resistance of the material of the heater electrode 50 is affected.

また、ヒータ電極50は、さらに、次の第3の要件を満たすことが好ましい。
<第3の要件>
ヒータ電極50の抵抗温度係数は、4500ppm/℃以上、6500ppm/℃以下である。
なお、「抵抗温度係数」は、物質の温度変化に対する抵抗値の変化の割合を示すパラメータであり、抵抗温度係数が高いほど、加熱性が高いことを意味し、かつ、温度感受性が高いことを意味する。「抵抗温度係数」は、次の式で示される。
「抵抗温度係数(ppm/℃)」=(R-Ra)/Ra÷(T-Ta)×10
Ra:基準温度における抵抗値(Ω)
Ta:基準温度(℃)
R:任意温度における抵抗値(Ω)
T:任意温度(℃)
なお、ヒータ電極50の抵抗温度係数は、5000ppm/℃以上であることが、より好ましい。
Further, the heater electrode 50 preferably satisfies the following third requirement.
<Third requirement>
The resistance temperature coefficient of the heater electrode 50 is 4500 ppm/°C or more and 6500 ppm/°C or less.
"Temperature coefficient of resistance" is a parameter that indicates the rate of change in resistance value with respect to temperature change of a substance. means. "Temperature coefficient of resistance" is expressed by the following formula.
"Temperature coefficient of resistance (ppm/°C)" = (R-Ra)/Ra/(T-Ta) x 10 6
Ra: Resistance value (Ω) at the reference temperature
Ta: reference temperature (°C)
R: Resistance value (Ω) at an arbitrary temperature
T: arbitrary temperature (°C)
The temperature coefficient of resistance of heater electrode 50 is more preferably 5000 ppm/° C. or more.

また、ヒータ電極50は、さらに、次の第4の要件を満たすことが好ましい。
<第4の要件>
ヒータ電極50の少なくとも1つの特定断面において、ヒータ電極50におけるWCおよびWCの存在は、X線結晶構造解析(XRD)により確認することができる。また、各物質(WC、WCの)の含有率(wt%)は、強度ピーク比をみることにより確認することができ、ヒータ電極50におけるWCの含有率が低ければ、ヒータ電極50内における高抵抗のWCの点在に起因してヒータ電極50における抵抗ばらつきが生じることを抑制することができる。なお、ヒータ電極50の少なくとも1つの特定断面において、ヒータ電極50におけるWCに対するWC(一炭化二タングステン)の原子数比率は、0.1以下であることが好ましい。
Further, the heater electrode 50 preferably satisfies the following fourth requirement.
<Fourth requirement>
The presence of WC and W 2 C in heater electrode 50 can be confirmed by X-ray crystallography (XRD) in at least one specific cross section of heater electrode 50 . Also, the content (wt%) of each substance (WC, W 2 C) can be confirmed by observing the intensity peak ratio. It is possible to suppress the occurrence of resistance variations in the heater electrode 50 due to scattering of high-resistance W 2 C in 50 . In at least one specific cross section of the heater electrode 50, the atomic ratio of W 2 C (tungsten monocarbide) to WC in the heater electrode 50 is preferably 0.1 or less.

なお、加熱装置100は、特許請求の範囲における保持装置に相当し、上下方向(Z軸方向)は、特許請求の範囲における第1の方向に相当する。保持体10は、特許請求の範囲におけるセラミックス部材に相当し、保持面S1は、特許請求の範囲における第1の表面に相当する。ヒータ電極50は、特許請求の範囲における抵抗体に相当する。 The heating device 100 corresponds to the holding device in the claims, and the vertical direction (Z-axis direction) corresponds to the first direction in the claims. The holder 10 corresponds to the ceramic member in the claims, and the holding surface S1 corresponds to the first surface in the claims. The heater electrode 50 corresponds to a resistor in claims.

A-3.加熱装置100の製造方法:
加熱装置100の製造方法は、例えば以下の通りである。初めに、保持体10と柱状支持体20とを作製する。
A-3. Manufacturing method of heating device 100:
A method of manufacturing the heating device 100 is, for example, as follows. First, the holder 10 and the columnar support 20 are produced.

保持体10の作製方法は、例えば以下の通りである。まず、AlN粉末100重量部に、Y(酸化イットリウム)粉末1重量部と、アクリル系バインダ20重量部と、適量の分散剤および可塑剤とを加えた混合物に、トルエン等の有機溶剤を加え、ボールミルにて混合し、グリーンシート用スラリーを作製する。このグリーンシート用スラリーをキャスティング装置でシート状に成形した後に乾燥させ、グリーンシートを複数枚作製する。 A method for manufacturing the holder 10 is, for example, as follows. First, an organic solvent such as toluene is added to a mixture of 100 parts by weight of AlN powder, 1 part by weight of Y 2 O 3 (yttrium oxide) powder, 20 parts by weight of an acrylic binder, and appropriate amounts of a dispersant and a plasticizer. and mixed in a ball mill to prepare a green sheet slurry. This green sheet slurry is formed into a sheet by a casting apparatus and then dried to produce a plurality of green sheets.

また、W粉末80重量部と、AlN粉末3.5重量部と、バインダ3重量部と、溶剤13.5重量部とを混合して混練することにより、メタライズペーストを作製する。このメタライズペーストを例えばスクリーン印刷装置を用いて印刷することにより、特定のグリーンシートに、後にヒータ電極50や受電電極54等となる未焼結導体層を形成する。また、グリーンシートにあらかじめビア孔を設けた状態で印刷することにより、後にビア群52(ビア52A)となる未焼結導体部を形成する。 Further, 80 parts by weight of W powder, 3.5 parts by weight of AlN powder, 3 parts by weight of binder, and 13.5 parts by weight of solvent are mixed and kneaded to prepare a metallizing paste. By printing this metallizing paste using, for example, a screen printer, an unsintered conductor layer that will later become the heater electrode 50, the power receiving electrode 54, and the like is formed on a specific green sheet. In addition, by printing in a state in which via holes are provided in advance in the green sheet, an unsintered conductor portion that will later become the via group 52 (vias 52A) is formed.

次に、これらのグリーンシートを複数枚(例えば30枚)熱圧着し、必要に応じて外周を切断して、グリーンシート積層体を作製する。このグリーンシート積層体をマシニングによって切削加工して円板状の成形体を作製し、この成形体を、窒素雰囲気において450℃で脱脂して脱脂体を得る。得られた脱脂体を、熱処理用のカーボン炉内においてAlN製のサヤに入れて、窒素雰囲気、常圧、例えば1825℃で4時間焼成して焼成体を作製する。このように、窒素雰囲気で、1800℃以上、4時間以上、焼成することにより、生成されたヒータ電極50には、WCはほとんど含まれておらず、主として、WCとCとが含まれることにより、少なくとも上記第1の要件を満たすヒータ電極50を生成することができる。その後、この焼成体の表面を研磨加工する。以上の工程により、保持体10が作製される。なお、脱脂温度、脱脂時間等の脱脂条件を変更することにより、ヒータ電極50におけるカーボン比率を調整することができる。 Next, a plurality (for example, 30) of these green sheets are thermally compressed, and the periphery is cut as necessary to produce a green sheet laminate. This green sheet laminate is cut by machining to produce a disk-shaped molded body, and this molded body is degreased at 450° C. in a nitrogen atmosphere to obtain a degreased body. The resulting degreased body is placed in an AlN sagger in a carbon furnace for heat treatment, and fired in a nitrogen atmosphere under normal pressure, for example, at 1825° C. for 4 hours to produce a fired body. Thus, the heater electrode 50 produced by firing at 1800° C. or more for 4 hours or more in a nitrogen atmosphere contains almost no W 2 C and mainly contains WC and C. Thus, the heater electrode 50 that satisfies at least the first requirement can be produced. After that, the surface of this fired body is polished. The holder 10 is produced by the above steps. The carbon ratio in the heater electrode 50 can be adjusted by changing degreasing conditions such as degreasing temperature and degreasing time.

また、柱状支持体20の作製方法は、例えば以下の通りである。まず、窒化アルミニウム粉末100重量部に、酸化イットリウム粉末1重量部と、PVAバインダ3重量部と、適量の分散剤および可塑剤と、を加えた混合物に、メタノール等の有機溶剤を加え、ボールミルにて混合し、スラリーを得る。このスラリーをスプレードライヤーにて顆粒化し、原料粉末を作製する。次に、貫通孔22に対応する中子が配置されたゴム型に原料粉末を充填し、冷間静水圧プレスして成形体を得る。得られた成形体を脱脂し、さらにこの脱脂体を焼成する。以上の工程により、柱状支持体20が作製される。 A method for manufacturing the columnar support 20 is, for example, as follows. First, an organic solvent such as methanol is added to a mixture of 100 parts by weight of aluminum nitride powder, 1 part by weight of yttrium oxide powder, 3 parts by weight of a PVA binder, and appropriate amounts of a dispersant and a plasticizer. to obtain a slurry. This slurry is granulated with a spray dryer to produce a raw material powder. Next, the raw material powder is filled into a rubber mold in which cores corresponding to the through-holes 22 are arranged, and cold isostatic pressing is performed to obtain a compact. The molded body obtained is degreased, and the degreased body is fired. Through the steps described above, the columnar support 20 is manufactured.

次に、保持体10と柱状支持体20とを接合する。保持体10の裏面S2および柱状支持体20の上面S3に対して必要によりラッピング加工を行った後、保持体10の裏面S2と柱状支持体20の上面S3との少なくとも一方に、例えば希土類や有機溶剤等を混合してペースト状にした接合剤を均一に塗布した後、脱脂処理する。次いで、保持体10の裏面S2と柱状支持体20の上面S3とを重ね合わせ、ホットプレス焼成を行うことにより、保持体10と柱状支持体20とを接合する。 Next, the holder 10 and the columnar support 20 are joined together. After the back surface S2 of the holder 10 and the upper surface S3 of the columnar support 20 are subjected to lapping as necessary, at least one of the rear surface S2 of the holder 10 and the upper surface S3 of the columnar support 20 is coated with, for example, a rare earth or organic compound. After uniformly applying a bonding agent made into a paste by mixing a solvent or the like, degreasing treatment is performed. Next, the back surface S2 of the holder 10 and the upper surface S3 of the columnar support 20 are superimposed and hot-pressed to bond the holder 10 and the columnar support 20 together.

保持体10と柱状支持体20との接合の後、各電極端子70を各貫通孔22内に挿入し、各電極端子70の上端部を各受電電極54に例えば金ろう材によりろう付けすることにより、ろう付け部56を形成した。以上の製造方法により、上述した構成の加熱装置100が製造される。 After joining the holder 10 and the columnar support 20, each electrode terminal 70 is inserted into each through-hole 22, and the upper end of each electrode terminal 70 is brazed to each power receiving electrode 54 with, for example, a gold brazing material. A brazed portion 56 was formed by the above. The heating device 100 having the configuration described above is manufactured by the manufacturing method described above.

A-4.本実施形態の効果:
抵抗体の形成材料として、Wを用いた場合、例えばセラミックス部材の製造段階におけるセラミックス材料内の残炭具合や焼成条件等の要因により、抵抗体に、Wだけでなく、Wの炭化物であるWCやWC等が生成されることがある。ここで、上述した従来技術のように、WC粒子を含む導電性ペーストを用いて抵抗体を形成すれば、高抵抗のWCの生成を抑制でき、抵抗体の電気抵抗の増大を抑制できる。しかし、主にWCにより形成された抵抗体の抵抗温度係数は比較的低いため、抵抗温度係数の向上の要求に応えることはできない。
A-4. Effect of this embodiment:
When W is used as a material for forming a resistor, not only W but also WC, which is a carbide of W, may be added to the resistor depending on factors such as the degree of residual carbon in the ceramic material in the manufacturing stage of the ceramic member and the firing conditions. and W 2 C may be generated. Here, if the resistor is formed using a conductive paste containing WC particles as in the above-described prior art, the generation of high-resistance W 2 C can be suppressed, and the increase in the electrical resistance of the resistor can be suppressed. . However, since the temperature coefficient of resistance of a resistor made mainly of WC is relatively low, it is not possible to meet the demand for improving the temperature coefficient of resistance.

これに対して、本願の発明者は、抵抗体(本実施形態ではヒータ電極50)におけるWに対するCの原子数比率(カーボン比率)が1より大きいと、抵抗体の抵抗温度係数が顕著に向上することを新たに見出した。そこで、本実施形態の加熱装置100では、ヒータ電極50の少なくとも1つの特定断面において、セラミックス部材に設けられた抵抗体は、WCを含み、かつ、抵抗体におけるカーボン比率は1より大きい(上記第1の要件)。これにより、本実施形態によれば、ヒータ電極50におけるカーボン比率が1以下である構成に比べて、ヒータ電極50の抵抗温度係数を向上させることができる。 On the other hand, the inventors of the present application found that when the atomic ratio (carbon ratio) of C to W in the resistor (heater electrode 50 in this embodiment) is greater than 1, the temperature coefficient of resistance of the resistor is significantly improved. I found something new to do. Therefore, in the heating device 100 of the present embodiment, in at least one specific cross section of the heater electrode 50, the resistor provided in the ceramic member contains WC, and the carbon ratio in the resistor is greater than 1 (the above-mentioned 1 requirements). As a result, according to the present embodiment, the temperature coefficient of resistance of the heater electrode 50 can be improved compared to a configuration in which the carbon ratio in the heater electrode 50 is 1 or less.

また、本願の発明者は、抵抗体におけるカーボン比率が1より大きい場合、抵抗体の材料比抵抗は、抵抗体のWに対するCの原子数比率の大小に影響されにくい、ことを新たに見出した。すなわち、カーボン率が高くなると、その分、Wの含有率が低くなるため、抵抗体の材料比抵抗が増大することが想定される。ところが、カーボン率が過度に高くなければ、カーボン率の増減に関係なく抵抗体の材料比抵抗は所定の範囲(例えば、30μΩ・cm以下)内に安定することが分かった。そこで、本実施形態では、特定断面において、ヒータ電極50における半導体ウェハWに対するカーボン比率は、1.01以上であることが好ましい(上記第2の要件)。これにより、本実施形態によれば、ヒータ電極50の材料比抵抗の増加を抑制しつつ、ヒータ電極50の抵抗温度係数を向上させることができる。 In addition, the inventor of the present application newly found that when the carbon ratio in the resistor is greater than 1, the material specific resistance of the resistor is less likely to be affected by the atomic ratio of C to W in the resistor. . That is, as the carbon ratio increases, the content of W correspondingly decreases, so it is assumed that the material resistivity of the resistor increases. However, it has been found that the material resistivity of the resistor is stable within a predetermined range (for example, 30 μΩ·cm or less) regardless of the increase or decrease in the carbon ratio unless the carbon ratio is excessively high. Therefore, in the present embodiment, the ratio of carbon to the semiconductor wafer W in the heater electrode 50 is preferably 1.01 or more in the specific cross section (second requirement above). Thus, according to the present embodiment, it is possible to improve the temperature coefficient of resistance of the heater electrode 50 while suppressing an increase in the material specific resistance of the heater electrode 50 .

また、本実施形態では、ヒータ電極50の抵抗温度係数は、4500ppm/℃以上、6500ppm/℃以下であることが好ましい(上記第3の要件)。これにより、本実施形態によれば、例えば白金により構成されたヒータ電極の抵抗温度係数(約3900ppm/℃)に比べて、高い抵抗温度係数を有するヒータ電極50が設けられた加熱装置100を提供することができる。 Further, in the present embodiment, the temperature coefficient of resistance of the heater electrode 50 is preferably 4500 ppm/° C. or more and 6500 ppm/° C. or less (the above third requirement). Thus, according to this embodiment, the heating device 100 provided with the heater electrode 50 having a higher temperature coefficient of resistance than the temperature coefficient of resistance (approximately 3900 ppm/° C.) of the heater electrode made of platinum, for example, is provided. can do.

A-5.性能評価:
複数のセラミックス部材のサンプルを作製し、作製された複数のセラミックス部材のサンプルを用いて性能評価を行った。図3は、各サンプルにおけるヒータ電極の材料比抵抗と抵抗温度係数とに関する評価結果を示す説明図である。図4は、サンプル3におけるヒータ電極付近のXZ断面構成を模式的に示す説明図である。
A-5. Performance evaluation:
A plurality of ceramic member samples were produced, and performance evaluation was performed using the produced plural ceramic member samples. FIG. 3 is an explanatory diagram showing the evaluation results regarding the material specific resistance and temperature coefficient of resistance of the heater electrode in each sample. FIG. 4 is an explanatory view schematically showing the XZ cross-sectional configuration of the vicinity of the heater electrode in Sample 3. As shown in FIG.

A-5-1.各サンプルについて:
図3に示すように、4つのサンプルについて、ヒータ電極の材料比抵抗と抵抗温度係数とに関する評価を行った。4つのサンプルは、全体として、上述の加熱装置100における保持体10と略同一構成である。具体的には、AlNの含有率が90~99.5体積%の材料により形成されたセラミックス部材と、セラミックス部材の内部に設けられたヒータ電極と、を備える。ヒータ電極は、導電性材料としてWを含む材料により形成されている。また、ヒータ電極には、AlNが含まれている。なお、各サンプルは、上述した製造方法と同様の方法により製造できる。
A-5-1. For each sample:
As shown in FIG. 3, four samples were evaluated regarding the material specific resistance and resistance temperature coefficient of the heater electrode. The four samples as a whole have substantially the same configuration as the holder 10 in the heating device 100 described above. Specifically, it includes a ceramic member made of a material having an AlN content of 90 to 99.5% by volume, and a heater electrode provided inside the ceramic member. The heater electrode is made of a material containing W as a conductive material. Also, the heater electrode contains AlN. Each sample can be manufactured by a method similar to the manufacturing method described above.

4つのサンプルは、ヒータ電極が、主成分としてのWを含む点で共通するが、ヒータ電極におけるカーボン比率が互いに異なる。カーボン比率は、次の方法により特定することができる。まず、各サンプルにおけるヒータ電極付近の特定断面(例えばXZ断面)について、ヒータ電極に含まれる各成分元素の濃度(タングステン濃度、カーボン濃度)を特定する。タングステン濃度は、ヒータ電極に含まれる成分元素におけるWの原子数割合(atm%)であり、カーボン濃度は、ヒータ電極に含まれる成分元素におけるCの原子数割合(atm%)である。次に、カーボン濃度をタングステン濃度で除算することにより、カーボン比率を特定することができる。なお、各サンプルにおける各成分元素の濃度(atm%)は、EPMA(Electron Probe Micro Analyzer)の定量分析により特定することができる。なお、ヒータ電極付近の特定断面のうち、カーボン比率を特定するための領域は、メタライズ部分(ヒータ電極 すなわち、WCが存在する部分)の最上端より1μmだけ下の位置から、メタライズ部分の最下端より1μmだけ上の位置までの領域である。 The four samples are common in that the heater electrode contains W as the main component, but differ from each other in the carbon ratio in the heater electrode. A carbon ratio can be specified by the following method. First, the concentration of each component element (tungsten concentration, carbon concentration) contained in the heater electrode is specified for a specific cross section (for example, XZ cross section) near the heater electrode in each sample. The tungsten concentration is the atomic ratio (atm %) of W in the constituent elements contained in the heater electrode, and the carbon concentration is the atomic ratio (atm %) of C in the constituent elements contained in the heater electrode. The carbon ratio can then be determined by dividing the carbon concentration by the tungsten concentration. The concentration (atm %) of each component element in each sample can be specified by EPMA (Electron Probe Micro Analyzer) quantitative analysis. In the specific cross section near the heater electrode, the area for specifying the carbon ratio is from the position 1 μm below the top end of the metallized portion (heater electrode, that is, the portion where WC exists) to the bottom end of the metallized portion. It is an area up to a position 1 μm above.

サンプル1では、ヒータ電極は、主として、W単体を含んでおり、WCやWC等のWの炭化物やCをほとんど含んでおらず、ヒータ電極におけるカーボン比率は、略0である。すなわち、サンプル1は、上述の第1の要件を満たしていない。サンプル2では、ヒータ電極は、主として、WCを含んでおり、さらに、WCを含んでいるが、Cをほとんど含んでおらず、ヒータ電極におけるカーボン比率は、0.5未満である。すなわち、サンプル2は、上述の第1の要件を満たしていない。 In Sample 1, the heater electrode mainly contains W alone, and hardly contains W carbides such as WC and W 2 C, and C, and the carbon ratio in the heater electrode is approximately zero. That is, Sample 1 does not meet the first requirement mentioned above. In sample 2, the heater electrode mainly contains WC and further contains W 2 C, but hardly contains C, and the carbon ratio in the heater electrode is less than 0.5. That is, Sample 2 does not meet the first requirement mentioned above.

一方、サンプル3,4では、ヒータ電極は、主として、WCを含んでおり、さらに、Cを含んでいる。サンプル3では、ヒータ電極におけるカーボン比率は、1.05(>1)であり、サンプル4では、ヒータ電極におけるカーボン比率は、1.15(>1)である。すなわち、サンプル3,4は、上述の第1の要件を満たしている。さらに、サンプル3,4では、ヒータ電極におけるカーボン比率は、1.01以上であるため、サンプル3,4は、上述の第2の要件を満たしている。図4に示すように、サンプル3では、ヒータ電極は、主としてWC(図4中、点ハッチング部分)を含んでおり、そのWCの領域内にAlN(図4中、黒色部分)が点在している。また、ヒータ電極には、WCに固溶した複数のC(斜め線ハッチング部分)が点在している。なお、WCにCが固溶していることは、XRDにおいて、Cが固溶していないときのWCの強度ピークを示す回折角度に対して、Cが固溶しているときのWCの強度ピークを示す回折角度がずれることからも確認することができる。 On the other hand, in samples 3 and 4, the heater electrode mainly contains WC and also contains C. In sample 3, the carbon ratio in the heater electrode is 1.05 (>1), and in sample 4, the carbon ratio in the heater electrode is 1.15 (>1). That is, Samples 3 and 4 satisfy the above first requirement. Furthermore, in samples 3 and 4, the carbon ratio in the heater electrode is 1.01 or more, so samples 3 and 4 satisfy the above second requirement. As shown in FIG. 4, in sample 3, the heater electrode mainly includes WC (dotted hatching in FIG. 4), and AlN (black part in FIG. 4) is scattered within the WC region. ing. Further, the heater electrode is dotted with a plurality of C (diagonally hatched portions) dissolved in WC. It should be noted that the solid solution of C in WC means that, in XRD, the intensity of WC when C is dissolved with respect to the diffraction angle showing the intensity peak of WC when C is not dissolved It can also be confirmed from the fact that the diffraction angle showing the peak shifts.

A-5-2.評価方法について:
各サンプルにおけるヒータ電極の材料比抵抗(μΩ・cm)は、次のようにして求めることができる。まず、各サンプルにおけるヒータ電極の抵抗値を、抵抗計を用いて測定する。その測定されたヒータ電極の抵抗値と、ヒータ電極の長手方向に直交する断面の面積と、ヒータ電極の長さとから、ヒータ電極の材料比抵抗を求める。また、各サンプルにおけるヒータ電極の抵抗温度係数(ppm/℃)は、次のようにして求めることができる。各サンプルを例えば炉内で加熱し、サンプルの温度上昇過程における各温度でのヒータ電極の抵抗値を、マルチメータを用いて計測する。そして、基準温度から各温度までの温度変化量から、ヒータ電極の抵抗温度係数を求める。
A-5-2. About the evaluation method:
The material specific resistance (μΩ·cm) of the heater electrode in each sample can be obtained as follows. First, the resistance value of the heater electrode in each sample is measured using a resistance meter. From the measured resistance value of the heater electrode, the area of the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the heater electrode, and the length of the heater electrode, the material specific resistance of the heater electrode is obtained. Also, the resistance temperature coefficient (ppm/° C.) of the heater electrode in each sample can be obtained as follows. Each sample is heated, for example, in a furnace, and the resistance value of the heater electrode at each temperature during the temperature rise process of the sample is measured using a multimeter. Then, the temperature coefficient of resistance of the heater electrode is obtained from the amount of temperature change from the reference temperature to each temperature.

A-5-3.評価結果について:
サンプル1では、ヒータ電極の材料比抵抗は、28.6μΩ・cmであり、30μΩ・cm以下に抑制されている。これは、サンプル1では、ヒータ電極が高抵抗のWCやWCを含有していないからである。しかし、サンプル1では、ヒータ電極の抵抗温度係数は、3090ppm/℃であり、例えば4500ppm/℃より低い。サンプル2では、ヒータ電極の材料比抵抗は、69μΩ・cmであり、30μΩ・cmを大きく上回っている。これは、サンプル2では、ヒータ電極が、主として、高抵抗のWCやWCが含有しているからである。しかも、サンプル2では、ヒータ電極の抵抗温度係数は、3300ppm/℃であり、4500ppm/℃より低い。
A-5-3. About the evaluation results:
In sample 1, the material specific resistance of the heater electrode is 28.6 μΩ·cm, which is suppressed to 30 μΩ·cm or less. This is because the heater electrode in Sample 1 does not contain WC or W 2 C with high resistance. However, in sample 1, the temperature coefficient of resistance of the heater electrode is 3090 ppm/°C, which is lower than 4500 ppm/°C, for example. In sample 2, the material resistivity of the heater electrode is 69 μΩ·cm, which is far higher than 30 μΩ·cm. This is because in Sample 2, the heater electrode mainly contains WC or W 2 C with high resistance. Moreover, in Sample 2, the temperature coefficient of resistance of the heater electrode is 3300 ppm/°C, which is lower than 4500 ppm/°C.

これに対して、サンプル3では、ヒータ電極の材料比抵抗は、28.2μΩ・cmであり、30μΩ・cm以下に抑制されている。しかも、サンプル3では、ヒータ電極の抵抗温度係数は、5021ppm/℃であり、4500ppm/℃より高い。また、サンプル4では、ヒータ電極の材料比抵抗は、26.8μΩ・cmであり、30μΩ・cm以下に抑制されている。しかも、サンプル4では、ヒータ電極の抵抗温度係数は、5649ppm/℃であり、4500ppm/℃より高い。以上のことから、ヒータ電極が、WCを含み、かつ、ヒータ電極におけるカーボン比率は1より大きい、という上記第1の要件を満たすことにより、ヒータ電極の抵抗温度係数が向上することが分かる。また、ヒータ電極におけるカーボン比率は、1.01以上である、という上記第2の要件を満たすことにより、ヒータ電極の材料比抵抗の増大を抑制しつつ、ヒータ電極の抵抗温度係数の向上を図ることができることが分かる。 On the other hand, in sample 3, the material specific resistance of the heater electrode is 28.2 μΩ·cm, which is suppressed to 30 μΩ·cm or less. Moreover, in Sample 3, the temperature coefficient of resistance of the heater electrode is 5021 ppm/°C, which is higher than 4500 ppm/°C. In sample 4, the material specific resistance of the heater electrode is 26.8 μΩ·cm, which is suppressed to 30 μΩ·cm or less. Moreover, in Sample 4, the temperature coefficient of resistance of the heater electrode is 5649 ppm/°C, which is higher than 4500 ppm/°C. From the above, it can be seen that the temperature coefficient of resistance of the heater electrode is improved by satisfying the first requirement that the heater electrode contains WC and that the carbon ratio in the heater electrode is greater than 1. Further, by satisfying the second requirement that the carbon ratio in the heater electrode is 1.01 or more, the temperature coefficient of resistance of the heater electrode is improved while suppressing an increase in the material specific resistance of the heater electrode. I know it can be done.

B.変形例:
本明細書で開示される技術は、上述の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態に変形することができ、例えば次のような変形も可能である。
B. Variant:
The technology disclosed in this specification is not limited to the above-described embodiments, and can be modified in various forms without departing from the scope of the invention. For example, the following modifications are possible.

上記実施形態における加熱装置100を構成する各部材の形成材料は、あくまで例示であり、各部材が他の材料により形成されてもよい。例えば、上記実施形態における加熱装置100では、保持体10と柱状支持体20との主成分(セラミックス粒子)は、AlNであったが、例えばAl(アルミナ)など、他のセラミックスであってもよい。また、保持体10の主成分と柱状支持体20の主成分とは、互いに異なる材料であってもよい。なお、セラミックス部材のセラミックス部分の主成分がAlN以外の材料(アルミナ等)であっても、セラミックス部分の残炭により、抵抗体にWCやWCが生成され、ヒータ電極の抵抗温度係数が低くなる、という問題が生じることがある。これに対して、本発明を適用することにより、抵抗体の抵抗温度係数を向上させることができる。 The material for forming each member constituting the heating device 100 in the above embodiment is merely an example, and each member may be formed of another material. For example, in the heating device 100 of the above embodiment, the main component (ceramic particles) of the holder 10 and the columnar support 20 is AlN, but other ceramics such as Al 2 O 3 (alumina) may be used. may Further, the main component of the holder 10 and the main component of the columnar support 20 may be different materials. Even if the main component of the ceramic portion of the ceramic member is a material other than AlN (alumina, etc.), WC or W 2 C is generated in the resistor due to residual carbon in the ceramic portion, and the temperature coefficient of resistance of the heater electrode decreases. You may have a problem with it going low. In contrast, by applying the present invention, the temperature coefficient of resistance of the resistor can be improved.

上記実施形態では、抵抗体として、ヒータ電極50を例示したが、抵抗体は、加熱用に限らず、例えば測温用抵抗体などであってもよい。なお、抵抗体が測温用抵抗体である場合、抵抗体の抵抗温度係数が大きいことは、温度感受性が高いことを意味する。したがって、本発明を適用することにより、セラミックス部材に設けられる測温抵抗体の温度感受性が向上し、その結果、例えばセラミックス部材の保持面S1の温度の測定精度を向上させることができる。また、抵抗体は、セラミックス部材の内部に配置されたものに限らず、例えば、セラミックス部材の表面側(例えば上記実施形態において保持体10の裏面S2側)に配置されている構成であってもよい。 In the above embodiment, the heater electrode 50 is exemplified as the resistor, but the resistor is not limited to heating, and may be, for example, a temperature-measuring resistor. When the resistor is a temperature-measuring resistor, a large temperature coefficient of resistance of the resistor means high temperature sensitivity. Therefore, by applying the present invention, the temperature sensitivity of the temperature sensing resistor provided on the ceramic member is improved, and as a result, for example, the accuracy of measuring the temperature of the holding surface S1 of the ceramic member can be improved. Further, the resistor is not limited to being arranged inside the ceramic member, and may be arranged, for example, on the surface side of the ceramic member (for example, on the back surface S2 side of the holder 10 in the above embodiment). good.

また、上記実施形態において、加熱装置100は、上述の第2の要件から第4の要件の少なくとも1つを満たさない構成であってもよい。 Moreover, in the above-described embodiment, the heating device 100 may have a configuration that does not satisfy at least one of the above-described second to fourth requirements.

また、上記実施形態における加熱装置100の構成は、あくまで例示であり、種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、保持体10および柱状支持体20のZ軸方向視の外形が略円形であるとしているが、他の形状であってもよい。また、柱状支持体20に形成された貫通孔22に収容される電極端子は、ヒータ電極50に電気的に接続された端子に限らず、例えば、プラズマを発生させる高周波(RF)電極に電気的に接続された端子や、静電吸着のための吸着電極に電気的に接続された端子でもよい。また、上記実施形態では、受電電極54は、保持体10の裏面S2に形成された凹部12内に配置されているが、保持体10の裏面S2上に配置されているとしてもよい。要するに、受電電極は、保持体の第2の表面側に配置されていればよい。 Also, the configuration of the heating device 100 in the above embodiment is merely an example, and various modifications are possible. For example, in the above-described embodiment, the holder 10 and the columnar support 20 have substantially circular outer shapes when viewed in the Z-axis direction, but they may have other shapes. Further, the electrode terminals accommodated in the through holes 22 formed in the columnar support 20 are not limited to the terminals electrically connected to the heater electrode 50, but are electrically connected to, for example, a radio frequency (RF) electrode that generates plasma. or a terminal electrically connected to an attraction electrode for electrostatic attraction. Further, in the above-described embodiment, the power receiving electrode 54 is arranged in the recess 12 formed on the back surface S2 of the holder 10, but it may be arranged on the back surface S2 of the holder 10. FIG. In short, the power receiving electrode only needs to be arranged on the second surface side of the holder.

また、上記実施形態において、ビア群52は、1つのビア52Aを含むとしてもよいし、3つ以上のビア52Aを含むとしてもよい。 Further, in the above embodiment, the via group 52 may include one via 52A, or may include three or more vias 52A.

上記実施形態における加熱装置100の製造方法はあくまで一例であり、種々変形可能である。 The manufacturing method of the heating device 100 in the above embodiment is merely an example, and various modifications are possible.

本発明は、加熱装置に限らず、静電チャック、真空チャック等の保持装置にも適用可能である。要するに、本発明は、抵抗体が設けられたセラミックス部材を備える保持装置に適用可能である。 The present invention is applicable not only to heating devices but also to holding devices such as electrostatic chucks and vacuum chucks. In short, the present invention is applicable to a holding device provided with a ceramic member provided with a resistor.

10:保持体 12:凹部 13:溶剤 20:柱状支持体 22:貫通孔 30:接合部 50:ヒータ電極 51:周縁側ビア導体 52:ビア群 52A:ビア 53:導電路 54:受電電極 56:ろう付け部 70:電極端子 80:W粉末 100:加熱装置 S1:保持面 S2:裏面 S3:上面 W:半導体ウェハ 10: Holder 12: Recess 13: Solvent 20: Columnar support 22: Through hole 30: Joint 50: Heater electrode 51: Peripheral via conductor 52: Via group 52A: Via 53: Conductive path 54: Power receiving electrode 56: Brazed portion 70: Electrode terminal 80: W powder 100: Heating device S1: Holding surface S2: Back surface S3: Top surface W: Semiconductor wafer

Claims (2)

第1の方向に略直交する第1の表面を有し、AlNを主成分とするセラミックス部材と、
前記セラミックス部材に設けられ、AlNを含む抵抗体と、
を備え、前記セラミックス部材の前記第1の表面上に対象物を保持する保持装置において、
前記抵抗体の少なくとも1つの特定断面において、前記抵抗体は、WCを含み、かつ、前記抵抗体におけるWに対するCの原子数比率は1より大きく、
前記抵抗体におけるWCに対するWCの原子数比率は、0.1以下である、
ことを特徴とする保持装置。
a ceramic member having a first surface substantially orthogonal to the first direction and containing AlN as a main component ;
a resistor provided on the ceramic member and containing AlN ;
A holding device for holding an object on the first surface of the ceramic member,
in at least one particular cross-section of the resistor, the resistor comprises WC, and an atomic ratio of C to W in the resistor is greater than 1;
The atomic number ratio of W 2 C to WC in the resistor is 0.1 or less.
A holding device characterized by:
請求項1に記載の保持装置において、
前記特定断面において、前記抵抗体におけるWに対するCの原子数比率は、1.01以上である、
ことを特徴とする保持装置。
A holding device according to claim 1, wherein
In the specific cross section, the atomic number ratio of C to W in the resistor is 1.01 or more,
A holding device characterized by:
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