(57)【要約】      （修正有）【課題】ウエハーの面内でのエッチングレートのバラツキを抑えることができる電極内蔵セラミックス部品を提供する。【解決手段】電極内蔵セラミックス部品１０は、セラミックス基体１２に円盤電極１４とリング電極１６とが同軸となるように厚さ方向に離間して内蔵されている。また、給電端子１８は、円盤電極１４の中心と接するように配置されている。外周タブレット２０は、円盤電極１４のうちリング電極１６に対向する面に円盤電極１４の中心から所定半径の円周上に等間隔で配置されている。メッキ層２４は、裏面１２ａからリング電極１６を貫通して外周タブレット２０に達する座繰り孔２２の内部に形成され、底面が外周タブレット２０と接し、側面がリング電極１６に接している。プラグ２６は、セラミックス基体１２と同じ材質であり、メッキ層２４の形成された座繰り孔２２を塞いでいる。【選択図】図１
0003154930.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
セラミックス基体に円盤電極とリング電極とが同軸となるように厚さ方向に離間して内蔵され、プラズマ処理を施すウエハーを載置するウエハー載置面が前記円盤電極に近接して設けられている電極内蔵セラミックス部品であって、
前記セラミックス基体のうち前記ウエハー載置面とは反対側の面の中心から前記円盤電極の中心に接するように設けられた給電端子と、
前記円盤電極のうち前記リング電極に対向する面に前記円盤電極の中心から所定半径の円周上に等間隔で配置された導電性のタブレットと、
前記セラミックス基体のうち前記ウエハー載置面とは反対側の面から前記リング電極を貫通して前記タブレットに達する座繰り孔と、
前記座繰り孔の内部に形成され、底面が前記タブレットと接し、側面が前記リング電極に接する有底筒状のメッキ層と、
前記セラミックス基体と同じ材質であり、前記メッキ層の形成された前記座繰り孔を塞ぐプラグと、
を備えた電極内蔵セラミックス部品。
【請求項２】
前記メッキ層は、Ｎｉメッキ層である、
請求項１に記載の電極内蔵セラミックス部品。
【請求項３】
前記メッキ層は、内表面にカーボン薄膜が形成されている、
請求項１又は２に記載の電極内蔵セラミックス部品。
【請求項４】
前記セラミックス基体はアルミナで形成され、
前記円盤電極及び前記リング電極はＷＣとアルミナとの混合焼結体又はＮｂＣとアルミナとの混合焼結体で形成され、
前記タブレットはＰｔ粉末，Ｎｂ粉末及びＮｂＣ粉末からなる群より選ばれた少なくとも１種の粉末とアルミナ粉末との混合焼結体又はＷＣ粉末とアルミナ粉末との混合焼結体で形成されている、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の電極内蔵セラミックス部品。
【請求項５】
前記セラミックス基体は窒化アルミニウムで形成され、
前記円盤電極及び前記リング電極はＭｏメッシュで形成され、
前記タブレットはＭｏで形成されている、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の電極内蔵セラミックス部品。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、電極内蔵セラミックス部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、セラミックヒータや静電チャック、サセプタ（プラズマ発生用の電極を内蔵したもの）などに用いられる電極内蔵セラミックス部品が知られている。例えば特許文献１には、こうした電極内蔵セラミックス部品として、図７に示すように、セラミックス基体２１２に、円盤電極２１４とリング電極２１６とが同軸で厚さ方向に離間して内蔵され、両電極２１４，２１６がタングステン製又はモリブデン製のバネ２２４を介して導通されたものが開示されている（図７参照）。このようにリング電極２１６を設けることにより、プラズマを発生させる領域が広くなるため、ウエハーＷの外周縁のところのプラズマ発生密度を高めることができる。この電極内蔵セラミックス部品は、第１セラミックス成形体の表面に円盤電極２１４を設け、その円盤電極２１４の上に複数のバネ２２４を配置すると共に、セラミックス粉末でバネ２２４を埋設したあと加圧成形する。その後、リング電極２１６をバネ２２４のうち円盤電極２１４と接している端部とは反対側の端部と接触した状態となるように配置すると共に、セラミックス粉末でリング電極２１６を埋設したあと加圧成形して積層体とする。その後、この積層体を焼成することにより、電極内蔵セラミックス部品を得る。なお、図７では、電圧を印加する給電端子２１８がリング電極２１６の２箇所に取り付けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１６３２５９号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の電極内蔵セラミックス部品では、円盤電極２１４の中心から所定半径の円周上に等間隔でバネ２２４を配置しようとしても、バネ２２４をセラミックス粉末で埋設する際にバネ２２４が移動することがあった。移動によって、一部のバネ２２４が円盤電極２１４もしくはリング電極２１６と接触しない状態が生じたり、バネ２２４が円盤電極２１４の中心から所定半径の円周上に等間隔で配置されていない不具合が起こり、プラズマを発生させたときに電極内蔵セラミックス部品に載置されたウエハーの同一半径の円周上でエッチングレートがばらついてしまい、ウエハーからチップを切り出すときにチップの歩留まりが悪くなることがあった。
【０００５】
本考案はこのような課題を解決するためになされたものであり、ウエハーの面内でのエッチングレートのバラツキを抑えることができる電極内蔵セラミックス部品を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本考案の電極内蔵セラミックス部品は、
セラミックス基体に円盤電極とリング電極とが同軸となるように厚さ方向に離間して内蔵され、プラズマ処理を施すウエハーを載置するウエハー載置面が前記円盤電極に近接して設けられている電極内蔵セラミックス部品であって、
前記セラミックス基体のうち前記ウエハー載置面とは反対側の面の中心から前記円盤電極の中心に接するように設けられた給電端子と、
前記円盤電極のうち前記リング電極に対向する面に前記円盤電極の中心から所定半径の円周上に等間隔で配置された導電性のタブレットと、
前記セラミックス基体のうち前記ウエハー載置面とは反対側の面から前記リング電極を貫通して前記タブレットに達する座繰り孔と、
前記座繰り孔の内部に形成され、底面が前記タブレットと接し、側面が前記リング電極に接する有底筒状のメッキ層と、
前記セラミックス基体と同じ材質であり、前記メッキ層の形成された前記座繰り孔を塞ぐプラグと、
を備えたものである。
【０００７】
本考案の電極内蔵セラミックス部品では、円盤電極とリング電極との電気的な接続は、円盤電極に配置された導電性のタブレットと、底面がこのタブレットと接し側面がリング電極に接する有底筒状のメッキ層とによって確保されている。ここで、タブレットは、円盤電極の中心から所定半径の円周上に等間隔で配置されているため、給電端子に電圧を印加したときに、給電端子を中心とする同心円上でのインピーダンスの分布が回転対称を持つようになる。その結果、高周波電圧で生成されるプラズマは均一な同心円状の分布を示し、ウエハーの面内でのエッチングレートのバラツキを抑えることができる。また、座繰り孔を塞ぐプラグはセラミックス基体と同じ材質なため、電極内蔵セラミックス部品のうちタブレットやメッキ層の周辺は他の部分と熱伝導性が大きく変わらず、温度ムラが発生するのを抑えることができる。更に、タブレットのない場合に比べて、タブレットの厚み分だけ座繰り孔の深さが浅くなるため、セラミックス基体のうち座繰り孔の直上部分の強度を維持することができる。更にまた、円盤電極とリング電極との電気的な接続を有底筒状のメッキ層で確保するため、この接続を金属ピンで確保する場合に比べて、金属とセラミックスとの熱膨張差に起因する剥離やクラックが発生するのを防止することができる。
【０００８】
本考案の電極内蔵セラミックス部品において、前記メッキ層は、Ｎｉメッキ層であることが好ましい。ＮｉメッキはＣｕメッキなどに比べて酸化に強いので、長期にわたって安定して円盤電極とリング電極との電気的な接続を確保することができる。
【０００９】
本考案の電極内蔵セラミックス部品において、前記メッキ層は、内表面にカーボン薄膜が形成されていることが好ましい。こうすれば、ハイパワーの高周波電流を流すことができる。特に、メッキ層としてＮｉメッキ層を採用し、その内表面にカーボン薄膜が形成されていることが好ましい。なお、カーボン薄膜以外に銀薄膜を採用することも考えられるが、銀は高電圧電界下で銀イオン（Ａｇ+）を生成し、この銀イオンの絶縁物界面や表面における移動度が非常に高いので、長期間の使用で銀イオンの移動によるマイグレーションを引き起こすことから好ましくない。逆に、カーボン薄膜はこのような問題を引き起こさないため長期的な信頼性が高い。また、メッキ層の代わりにカーボン薄膜を採用することも考えられるが、カーボン薄膜の形成工程でカーボンペーストを乾燥硬化する際に大きく収縮するため、座繰り孔から部分的に剥離したりクラックが入ったりしやすく、特に側面とリング電極との接続が不安定になりやすいため、円盤電極とリング電極との電気的な接続を確実に確保することが難しいことから好ましくない。このため、電気的な接続をメッキ層で確保しつつ、カーボン薄膜でハイパワーの高周波電流を流せるようにするのが好ましい。
【００１０】
本考案の電極内蔵セラミックス部品において、前記セラミックス基体がアルミナで形成されている場合、前記円盤電極及び前記リング電極はＷＣとアルミナとの混合焼結体又はＮｂＣとアルミナとの混合焼結体で形成され、前記タブレットはＰｔ粉末，Ｎｂ粉末及びＮｂＣ粉末からなる群より選ばれた少なくとも１種の粉末とアルミナ粉末との混合焼結体又はＷＣ粉末とアルミナ粉末との混合焼結体で形成されていることが好ましい。円盤電極及びリング電極がＷＣとアルミナとの混合焼結体又はＮｂＣとアルミナとの混合焼結体で形成されている場合、ＷＣやＮｂＣは焼結時にアルミナと反応し難く、各電極の周囲のアルミナに拡散しないためアルミナの抵抗を高いまま維持することができる。特に、静電チャックとして使用する際にアルミナの抵抗を高く維持することは重要である。また、アルミナとの混合物とすることで、各電極の熱膨張係数がアルミナに近づき、セラミックス基体と各電極との接合強度が向上するため、この点でも好ましい。
【００１１】
本考案の電極内蔵セラミックス部品において、前記セラミックス基体が窒化アルミニウムで形成されている場合、前記円盤電極及び前記リング電極はＭｏメッシュで形成され、前記タブレットはＭｏで形成されていることが好ましい。円盤電極及びリング電極はＷＣと窒化アルミニウムとの混合焼結体又はＮｂＣと窒化アルミニウムとの混合焼結体で形成されていてもよいが、Ｍｏメッシュで形成されている方がＭｏメッシュの体積抵抗率が低いため好ましい。また、タブレットはＭｏで形成されていることがＭｏの体積抵抗率が低いため好ましい。
【００１２】
本明細書では、電極内蔵セラミックス部品の製造方法も開示している。すなわち、（ａ）まず、円盤状のセラミックス焼結体の上に、タブレットが配置された円形状の円盤電極を形成する。このとき、タブレットは、円盤電極の中心から所定半径の円周上に等間隔に配置する。（ｂ）また、別途、円盤状のセラミックス焼結体の上に、リング電極を形成する。（ｃ）そして、両方のセラミックス焼結体をセラミックス粉末又はセラミックス成形体を介して積層する。このとき、円盤電極とリング電極とが同軸に且つ向かい合うようにして積層し、積層体とする。（ｄ）次に、この積層体をホットプレス法により焼成し、円盤電極とリング電極とが同軸となるように厚さ方向に離間して内蔵されたセラミックス基体を得る。（ｅ）次に、セラミックス基体のうちリング電極側の面からリング電極を貫通してタブレットに達する座繰り孔を穿設する。（ｆ）次に、その座繰り孔の内部に有底筒状のメッキ層を、底面がタブレットと接し、側面がリング電極に接するように形成する。（ｇ）そのメッキ層が形成された座繰り孔を、セラミックス焼結体と同じ材質のプラグによって塞ぐ。こうして、本考案の電極内蔵セラミックス部品を得る。この製造方法によれば、座繰り孔を穿設する際、タブレットによって円盤電極が切削されるのを防止することができる。また、特許文献１のように円盤電極にバネを配置する場合に比べて、円盤電極とリング電極とを確実に同軸に配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】電極内蔵セラミックス部品１０の説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。
【図２】図１（ｂ）の円内部分の拡大図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】円盤電極１４を形成したアルミナ焼結体１２１の説明図で、（ａ）は平面図、（ｂ）はＣ−Ｃ断面図である。
【図５】リング電極１６を形成したアルミナ焼結体１２２の説明図で、（ａ）は平面図、（ｂ）はＤ−Ｄ断面図である。
【図６】電極内蔵セラミックス部品１０を組み立てるときの組立工程図である。
【図７】従来の電極内蔵セラミックス部品の断面図である。
【考案を実施するための形態】
【００１４】
次に、本考案の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本考案の電極内蔵セラミックス部品１０の説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。図２は図１（ｂ）の円内部分の拡大図、図３は図２のＢ−Ｂ断面図である。
【００１５】
電極内蔵セラミックス部品１０は、ウエハー載置面１２ａが形成されたセラミックス基体１２と、このセラミックス基体１２に内蔵された円盤電極１４及びリング電極１６と、ウエハー載置面１２ａの反対側の面（裏面）１２ｂから円盤電極１４の中心に達するように形成された給電端子１８と、円盤電極１４の外周に沿って複数形成された外周タブレット２０と、ウエハー載置面１２ａの反対側の面１２ｂから各外周タブレット２０に通じる座繰り孔２２と、座繰り孔２２の内部に形成されたメッキ層２４と、座繰り孔２２を塞ぐプラグ２６とを備えている。
【００１６】
セラミックス基体１２は、円盤電極１４に近接して設けられたウエハー載置面１２ａにプラズマ処理が施されるウエハーＷ（図１（ｂ）参照）を載置可能である。このセラミックス基体１２のうち、ウエハー載置面１２ａと円盤電極１４との間の部分がウエハーＷを吸着する際の誘電体層として機能する。また、セラミックス基体１２は、小径部１２ｃと大径部１２ｄとが連なった段付き円盤であり、例えばアルミナや窒化アルミニウムなどのセラミックスにより形成されている。
【００１７】
円盤電極１４は、円盤状に形成されたものであり、セラミックス基体１２のうち小径部１２ｃに内蔵されている。この円盤電極１４には、図示しないが、必要な箇所に小孔が開けられている。電極内蔵セラミックス部品１０には、これらの小孔に連通し厚さ方向に貫通する貫通孔がいくつか設けられるが、これらの貫通孔は、ウエハーＷを昇降するリフトピンを挿通するために利用されたり、ウエハーＷを冷却する冷却ガス（例えばＨｅガス）を導入するために利用されたりする。
【００１８】
リング電極１６は、リング状に形成されたものであり、セラミックス基体１２のうち大径部１２ｄに内蔵されている。セラミックス基体１２と円盤電極１４とリング電極１６とは同軸となるように形成され、円盤電極１４とリング電極１６とは厚さ方向に離間している。このリング電極１６の外径は円盤電極１４の直径より大きく、リング電極１６の内径（突起１６ａを除いた内周の径）は円盤電極１４の直径とほぼ等しい。また、リング電極１６は、内周に沿って等間隔にｎ個（ｎは３以上の整数）の突起１６ａを有している（図５参照）。この突起１６ａは、例えば、半円形に形成されている。
【００１９】
給電端子１８は、セラミックス基体１２の裏面１２ｂから円盤電極１４の中心に中央タブレット１９を介して電気的に接続されている。この給電端子１８は、図示しない棒状の導電部材を差し込むための差込口１８ａを有している。
【００２０】
外周タブレット２０は、導電性を持つ小円柱体であり、円盤電極１４のうちリング電極１６に対向する面に円盤電極１４の中心から所定半径の円周上に等間隔でｎ個配置されている。ここで、所定半径は、リング電極１６の突起１６ａの中心を結んだ円の半径と一致するように、つまり突起１６ａのＰＣＤ（ピッチ・サークル・ダイアミタ）と一致するように設定されている。この外周タブレット２０は、リング電極１６に形成された突起１６ａと対向している（図２及び図３参照）。このため、外周タブレット２０の個数は、リング電極１６の突起１６ａの個数と一致している。ここで、ｎ個は、８個以上であることが好ましい。こうすれば、給電端子１８に印加された高周波電圧が放射状に均等に広がりやすくなり、給電端子１８を中心とする同心円上でのインピーダンスの分布が回転対称を持つようになり、同心円分布の均質なプラズマが立ちやすいからである。なお、リング電極１６に突起１６ａを形成しない場合には、リング電極１６の内径を円盤電極１４の直径より小さくすることにより、平面視したときに円盤電極１４とリング電極１６とが重なる領域を持つようにし、その領域に外周タブレット２０が配置されるように所定半径を設定してもよい。但し、円盤電極１４とリング電極１６とが重なる領域が大きくなると、その領域でプラズマが不安定になることがあるため、本実施形態のようにリング電極１６に突起１６ａを設けその突起１６ａのみが円盤電極１４と重なるようにするのが好ましい。
【００２１】
座繰り孔２２は、セラミックス基体１２の裏面１２ｂからリング電極１６の突起１６ａを貫通して外周タブレット２０に達するように設けられている。
【００２２】
メッキ層２４は、有底筒状（コップ状）となるように座繰り孔２２の内部に形成され、底面が外周タブレット２０と接し、側面がリング電極１６の突起１６ａに接している（図２及び図３参照）。このメッキ層２４は、Ｎｉメッキ層であることが好ましい。Ｎｉメッキ層は、耐酸化性に優れ、長期にわたって安定して円盤電極１４とリング電極１６との電気的な接続を確保することができるからである。また、メッキ層２４は、内表面にカーボン薄膜が形成されていることが好ましい。内表面にカーボン薄膜を形成すると、ハイパワーの高周波電流を流すことができるからである。
【００２３】
プラグ２６は、セラミックス基体１２と同じ材質で形成した円柱体であり、メッキ層２４が形成された座繰り孔２２を塞いでいる。このプラグ２６は、先端部分が有底筒状のメッキ層２４の内周面と密着し、基端部分が座繰り孔２２の内周面と密着している。このプラグ２６は、接着剤により座繰り孔２２内に固定されている。なお、プラグ２６の先端部分の外周面とメッキ層２４の内周面との間やプラグ２６の基端部分の外周面と座繰り孔２２の内周面との間に隙間があり、その隙間が接着剤で充填されている構造としてもよい。
【００２４】
ここで、セラミックス基体１２がアルミナで形成されている場合、円盤電極１４及びリング電極１６はＷＣとアルミナとの混合焼結体又はＮｂＣとアルミナとの混合焼結体で形成され、外周タブレット２０はＰｔ粉末，Ｎｂ粉末及びＮｂＣ粉末からなる群より選ばれた少なくとも１種の粉末とアルミナ粉末との混合焼結体又はＷＣ粉末とアルミナ粉末との混合焼結体で形成されていることが好ましい。円盤電極１４及びリング電極１６がＷＣとアルミナとの混合焼結体又はＮｂＣとアルミナとの混合焼結体で形成されている場合、ＷＣやＮｂＣは焼結時にアルミナと反応し難く、各電極１４，１６の周囲のアルミナに拡散しないためアルミナの抵抗を高いまま維持することができる。特に、静電チャックとして使用する際にアルミナの抵抗を高く維持することは重要である。また、アルミナとの混合物とすることで、各電極１４，１６の熱膨張係数がアルミナに近づき、セラミックス基体１２と各電極１４，１６との接合強度が向上するため、この点でも好ましい。
【００２５】
一方、セラミックス基体１２が窒化アルミニウムで形成されている場合、円盤電極１４及びリング電極１６はＭｏメッシュで形成され、外周タブレット２０もＭｏで形成されていることが好ましい。円盤電極及びリング電極はＷＣと窒化アルミニウムとの混合焼結体又はＮｂＣと窒化アルミニウムとの混合焼結体で形成されていてもよいが、Ｍｏメッシュで形成されている方がＭｏメッシュの体積抵抗率が低いため好ましい。また、タブレットはＭｏで形成されていることがＭｏの体積抵抗率が低いため好ましい。
【００２６】
次に、本実施形態の電極内蔵セラミックス部品１０の使用例について説明する。この電極内蔵セラミックス部品１０のウエハー載置面１２ａにウエハーＷを載置し、給電端子１８を介して円盤電極１４及びリング電極１６に直流高電圧を印加することにより静電気的な力を発生させ、それによってウエハーＷをウエハー載置面１２ａに吸着する。この状態で、ウエハーＷにプラズマＣＶＤ成膜を施したりプラズマエッチングを施したりする。具体的には、図示しない真空チャンバー内で給電端子１８を介して円盤電極１４及びリング電極１６に高周波電圧を印加し、真空チャンバー内の上方に設置された対向水平電極と電極内蔵セラミックス部品１０に埋設された電極１４，１６とからなる平行平板電極間にプラズマを発生させ、そのプラズマを利用してウエハーＷにＣＶＤ成膜を施したりエッチングを施したりする。なお、電極内蔵セラミックス部品１０の外周段差部分には、図示しないフォーカスリング（保護リングともいう）が載置される。フォーカスリングは石英、アルミナ、金属シリコン等で形成されており、その表面がウエハー載置面１２ａと同じ高さになるように設計されている。こうしたフォーカスリングを外周段差部分に載置することにより、プラズマがセラミックス基体１２の段差面に直接接触するのを防止するため、その段差面が保護される。また、フォーカスリングは、使用に伴ってプラズマにより劣化するが、その場合には新しいものに交換する。なお、フォーカスリングは外周段差部分に載置してもよいが、場合によっては載置しなくてもよい。
【００２７】
以上詳述した本実施形態の電極内蔵セラミックス部品１０によれば、外周タブレット２０は、円盤電極１４の中心から所定半径の円周上に等間隔で配置されているため、給電端子１８に電圧を印加したときに給電端子１８を中心とする同心円上でのインピーダンスの分布が回転対称を持つようになる。その結果、高周波電圧で生成されるプラズマは均一な同心円状の分布を示し、ウエハーの面内でのエッチングレートのバラツキを抑えることができる。また、座繰り孔２２を塞ぐプラグ２６はセラミックス基体１２と同じ材質なため、電極内蔵セラミックス部品１０のうち外周タブレット２０やメッキ層２４の周辺は他の部分と熱伝導性が大きく変わらず、温度ムラが発生するのを抑えることができる。更に、外周タブレット２０のない場合に比べて、外周タブレット２０の厚み分だけ座繰り孔２２の深さが浅くなるため、セラミックス基体１２のうち座繰り孔２２の直上部分の強度を維持することができる。更にまた、円盤電極１４とリング電極１６との電気的な接続を有底筒状のメッキ層２４で確保するため、この接続を金属ピンで確保する場合に比べて、金属とセラミックスとの熱膨張差に起因する剥離やクラックが発生するのを防止することができる。
【００２８】
なお、本考案は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本考案の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
【実施例】
【００２９】
［実施例１］
実施例１につき、図４〜図６を用いて説明する。図４は、円盤電極１４を形成したアルミナ焼結体１２１の説明図で、（ａ）は平面図、（ｂ）はＣ−Ｃ断面図である。図５は、リング電極１６を形成したアルミナ焼結体１２２の説明図で、（ａ）は平面図、（ｂ）はＤ−Ｄ断面図である。図６は、電極内蔵セラミックス部品１０を組み立てるときの組立工程図である。
【００３０】
まず、純度９９．５％のアルミナ粉末を焼成後密度９９．５％以上とし、研削して、外径３５０ｍｍ、厚さ４ｍｍの円盤状のアルミナ焼結体１２１を得た。次に、このアルミナ焼結体１２１の上に、ＷＣ粉末８３ｗｔ％とアルミナ粉末１７ｗｔ％との混合粉末をテルピネオールに混ぜたペーストを用いて、スクリーン印刷法で円盤電極１４となる円盤導電層を形成した。円盤導電層は直径２９７ｍｍの円であり、必要な箇所に小孔を開けた。なお、小孔の部分には、後に、ウエハー昇降用のピンやガスを導入するための貫通孔が設けられる。次に、この円盤導電層を乾燥し、窒素１気圧中６００℃で２時間加熱してテルピネオールを分解消失せしめて円盤電極１４とした。次に、円盤電極１４のＰＣＤ２９２ｍｍの円周上を８箇所に等間隔に分割した位置に、直径３ｍｍ、厚み１ｍｍのＷＣ５０ｗｔ％とアルミナ５０ｗｔ％との混合焼結体からなる外周タブレット２０を配置して糊で接着した。また、円盤電極１４の中心に、同様の混合焼結体からなる中央タブレット１９を配置して糊で接着した。このようにして円盤電極１４の上に中央タブレット１９及び外周タブレット２０を形成したアルミナ焼結体１２１（図４参照）を得た。図４のアルミナ焼結体１２１を金型内に設置し、円盤電極１４を形成した面の上に純度９９％以上のアルミナ粉末を充填し、３ｍｍの厚みとし、一軸加圧成形を行った。このようにして、アルミナ焼結体１２１にアルミナ成形体１３０を積層した第１中間体１０１（図６参照）を得た。
【００３１】
次に、別途、外径３５０ｍｍ、厚さ４ｍｍの円盤状のアルミナ焼結体１２２を用意し、これに円盤導電層と同じ印刷ペーストにより、リング電極１６となるリング導電層を形成した。リング導電層は、内径２９６ｍｍ、外径３３４ｍｍの平板リングで、その内周の４５°毎に合計８個の半径内方向へ突出した突起を有するものとした。このリング導電層に円盤導電層と同様の加熱処理を施してリング電極１６とし、第２中間体１０２（図５参照）を得た。リング電極１６の突起１６ａは、円の直径が８ｍｍの略半円形であり、突起１６ａの半円の中心点を結ぶＰＣＤは２９２ｍｍであり、第１中間体１０１の外周タブレット２０の配置位置に対応するようにした。
【００３２】
次に、第１中間体１０１のアルミナ成形体１３０に第２中間体１０２のリング電極１６が接するように、且つ、円盤電極１４上に設置された外周タブレット２０の位置とリング電極１６の突起１６ａの位置が一致するように積層した（図６（ａ）参照）。具体的には、第１中間体１０１には外周タブレット２０の位置がわかるように予め外周面に印を付けておき、第２中間体１０２にはリング電極１６の突起１６ａの位置がわかるように予め外周面に印を付けおき、それぞれの印が一致するように積層した。そして、積層した両中間体１０１，１０２をホットプレス炉の黒鉛ダイの中に設置し、窒素１．０２気圧中、温度１５５０℃、一軸加圧圧力２００ｋｇ／ｃｍ2のホットプレス法により２時間加熱焼成した。このようにして、円盤電極１４とリング電極１６とを埋設したアルミナ製のセラミックス基体１２を得た（図６（ｂ）参照）。
【００３３】
そのセラミックス基体１２を研削加工し、ウエハー載置面１２ａの直径が２９９ｍｍ、外周段差部の高さが２ｍｍ、外周段差部の外径が３３８ｍｍ、全厚が５．５ｍｍとなるようにした（図６（ｃ）参照）。このとき、円盤電極１４はウエハー載置面１２ａから０．４ｍｍの深さに位置し、リング電極１６は段差表面から０．４ｍｍの深さに位置した。ちなみにウエハー載置面１２ａの径は、これに載置するウエハーＷの径３００ｍｍよりも小さい。
【００３４】
次に、セラミックス基体１２の裏面１２ｂの中心から厚さ方向に、円盤電極１４の中央タブレット１９に達するまで直径５ｍｍの座繰り孔２１を開けた。また、リング電極１６の突起１６ａのＰＣＤ２９２ｍｍの８箇所に相当する位置に、裏面１２ｂから直径２ｍｍで深さ４．２ｍｍの座繰り孔２２を、埋設されたリング電極１６の突起１６ａを貫通し、円盤電極１４上に設置された外周タブレット２０に座繰り孔２２の底が達するように穿設した（図６（ｄ）参照）。なお、座繰り孔２１，２２を穿設する位置は、Ｘ線透過写真撮影により予め確認した。
【００３５】
次に、外周タブレット２０の表面（すなわち座繰り孔２２の底面）から２ｍｍの高さまで厚み４μｍのＮｉメッキを施した。まず、前処理として、セラミックス基体１２の裏面１２ｂを上にして、その裏面１２ｂから２．２ｍｍの位置まで塩化スズ溶液を座繰り孔２２内に注入して２〜３分保持し、排出した。次にＰｔ溶液を同量入れて、２〜３分後に排出した。さらにセラミックス基体１２の全体を７０℃まで加熱し、７０℃で無電解Ｎｉメッキ溶液を座繰り孔２２に注入し１０分保持したのち、メッキ溶液を排出し、座繰り孔内を水で洗浄乾燥し、座繰り孔２２内に有底筒状のメッキ層２４を形成した（図６（ｅ）参照）。このメッキ層２４は、底面が外周タブレット２０に接すると共に側面がリング電極１６の突起１６ａに接していた。ここで、塩化スズ溶液は奥野製薬工業株式会社製のセンシタイザー（商品名）、Ｐｔ溶液は同会社製のアクチベーター（商品名）、Ｎｉメッキ溶液は同会社製のトップケミアロイ（商品名）を用いた。
【００３６】
次に、セラミックス基体１２の中央に開けた座繰り孔２１にＴｉからなる外部接続用の給電端子１８をＩｎロウ接合した。Ｉｎロウ接合の温度は２００℃であった。そして、最後に、座繰り孔２２に直径１．８ｍｍ、長さ４．１ｍｍの円柱状のアルミナ製のプラグ２６をシリコーン接着剤を表面に塗布して挿入し、接着剤を硬化させて座繰り孔２２を気密良く封孔した。以上のようにして電極内蔵セラミックス部品１０を完成した（図６（ｆ）参照）。
【００３７】
［実施例２］
座繰り孔２２のメッキ層２４の内表面にカーボン薄膜を形成した以外は、実施例１と同様にして電極内蔵セラミックス部品１０を作製した。具体的には、座繰り孔２２にＮｉメッキを施してメッキ層２４を形成したのち、そのメッキ層２４の内表面に導電性カーボンペーストを塗布し、１２０℃に加熱乾燥させ、厚さ０．１〜０．２ｍｍとした。座繰り孔２２に挿入したプラグ２６は、座繰り孔２２の底に近い２．５ｍｍの長さの部分の径を１．５ｍｍに研削して細くしたものを使用した。
【００３８】
［実施例３］
純度９９．５％の窒化アルミニウム粉末を金型に充填してプレス成形し、外径３５０ｍｍ、厚さ５ｍｍの窒化アルミニウム成形体を得た。次に、Ｍｏからなるメッシュシート（金属細線を編みこんで金網状にした素材）から直径２９７ｍｍの円盤電極１４を切り出した。円盤電極１４のうち実施例１と同じくＰＣＤ２９２ｍｍの円周上の等間隔な８箇所に外周タブレット２０を糊で接着すると共に、中心位置（外部接続端子が接続される）に中央タブレット１９を糊で接着した。各タブレット１９，２０は、直径３ｍｍ、厚み１ｍｍのＭｏからなるものを用いた。
【００３９】
窒化アルミニウム成形体の上に、円盤電極１４を、その中心が成形体の中心と重なるように且つタブレット１９，２０を上側にして置いた。その上からさらに窒化アルミニウム粉体を充填した後、プレス成形を行った。
【００４０】
一方、リング電極１６として、Ｍｏメッシュシートから内径２９６ｍｍ、外径３３４ｍｍの平板リングを、その内周に４５°毎に合計８個の半径内方向へ突出した突起１６ａを有するように切り出した。突起１６ａは円の直径が８ｍｍの半円形であり、突起１６ａの半円の中心点を結ぶＰＣＤは２９２ｍｍとした。
【００４１】
そして、先ほどプレス成形して得た成形体の上に、リング電極１６を載置し、さらにリング電極１６を載置した成形体の上に窒化アルミニウムの粉末を載せ、金型内で一軸プレスすることにより円盤電極１４とリング電極１６とを埋設した成形体を作製した。その成形体を窒素１．０２気圧、温度１７５０℃、圧力２００ｋｇ／ｃｍ2の条件でホットプレス焼成し、窒化アルミニウム焼結体を得た。
【００４２】
この窒化アルミニウム焼結体に実施例１と同様の寸法となるように研削加工を施した。ただし、円盤電極１４はウエハー載置面から１．０ｍｍの深さに位置し、リング電極１６は段差表面から１．０ｍｍの深さに位置させた。次に、実施例１と同様に円盤電極１４とリング電極１６とを接続するために、座繰り孔２１，２２やメッキ層２４を形成し、プラグ２６で座繰り孔２２を塞いだ。ただし、座繰り孔２２は、深さを３．６ｍｍとした。また、座繰り孔２２に挿入したプラグ２６は窒化アルミニウムの棒とした。更に、給電端子１８は、Ｎｉ製とした。それら以外は実施例１と同じ方法により、電極内蔵セラミックス部品１０を作製した。
【００４３】
［実施例４］
座繰り孔２２のメッキ層２４の内表面にカーボン薄膜を形成した以外は、実施例３と同様にして電極内蔵セラミックス部品１０を作製した。具体的なカーボン薄膜の形成方法は、実施例２と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００４４】
［比較例１］
図７の電極内蔵セラミックス部品を窒化アルミニウムで作製した。作製方法は実施例３と同様であるが、Ｍｏタブレットの代わりに短冊状のＭｏメッシュを折りたたんで作製したバネを使用した。その後の窒化アルミニウム粉を充填する際には、充填した粉をならす際に粉の表面にバネの先端が出るように注意した。作製した電極内蔵セラミックス部品の外形寸法は実施例３と同じである。ただし、給電端子は電極内蔵セラミックス部品の中央ではなく、リング電極の２箇所に座繰り孔を穿設して接続した。
【００４５】
［評価］
作製した各電極内蔵セラミックス部品を直径３３８ｍｍのＡｌ製の冷却盤にシリコーン接合シートを用いて接合し、評価用の半導体プロセスチャンバーに設置した。そして、ウエハー載置面に測温用ウエハーを設置した。測温用ウエハーは面内の２８点の温度を測定し、ワイヤレスでデータを外部の受信機に送信することができる。次に、チャンバー内を減圧してＡｒ置換し、７０Ｐａの雰囲気とした。
【００４６】
冷却盤には２０℃の冷媒を流しながら、給電端子に直流の吸着電圧Ｖ（Ｖ）を印加し、ウエハーを吸着させた。その後、高周波電圧を同給電端子に印加し、チャンバー内上方に設置された対向平板電極と電極内蔵セラミックス部品の埋設電極（円盤電極とリング電極）とからなる平行平板電極間にプラズマを発生させた。高周波電圧を２分間印加し、印加を止めた直後の測温用ウエハーの温度分布を測定した。温度分布全体の最大値と最小値との差△Ｔ、径の異なる同心円上における最大値と最小値との差△Ｔｘｘｘ（ｘｘｘは測定
地点の円の直径（単位ｍｍ））を評価した結果を表１に示す。なお、ここで温度分布を測定しているのは、温度分布とエッチングレートとの間に強い相関があり、プラズマからの入熱に分布があれば、温度分布がつくためであり、結果として、どれほど均一なプラズマを発生させているかがわかるためである。
【００４７】
【表１】
0003154930.tif 000003
【００４８】
実施例１，２はクーロンタイプの静電チャックとして機能するので、印加する吸着電圧Ｖを高くする必要がある。一方、実施例３，４及び比較例１はジョンソン・ラーベックタイプの静電チャックとして機能するので、印加する吸着電圧は比較的に小さくてよい。表１から明らかなように、実施例１〜４では、静電チャックがクーロンタイプかジョンソン・ラーベックタイプかに係わらず、温度分布△Ｔが小さく、均一なプラズマを発生できて
いることがわかる。特に、同心円上の△Ｔが小さく、プラズマに偏りがないことがわかる
。一方、比較例１は温度分布が悪く、プラズマが回転対称を持つように発生していない。これは給電端子が中心にないためと、円盤電極とリング電極とを接続するバネの位置にばらつきや導通不良が存在するためと考えられる。
【００４９】
次に、印加する高周波電力を増やして、同様に温度分布測定を行った。高周波電力が高いときでも、Ｎｉメッキの上にカーボンペーストを塗布した実施例２および実施例４の温度分布はほとんど悪化していない。これは、円盤電極とリング電極との接続部分の抵抗が十分低いため、リング電極にも十分に高周波電力が伝わり、リング電極上のプラズマが安定して発生し、円盤電極上のプラズマに近いプラズマ密度になるためと考えられる。
【００５０】
【表２】
0003154930.tif 000004
【符号の説明】
【００５１】
１０  電極内蔵セラミックス部品、１２  セラミックス基体、１２ａ  ウエハー載置面、１２ｂ  裏面、１２ｃ  小径部、１２ｄ  大径部、１４  円盤電極、１６  リング電極、１６ａ  突起、１８  給電端子、１８ａ  差込口、１９  中央タブレット、２０  外周タブレット、２１  座繰り孔、２２  座繰り孔、２４  メッキ層、２６  プラグ、１０１  第１中間体、１０２  第２中間体、１２１  アルミナ焼結体、１２２  アルミナ焼結体、１３０  アルミナ成形体、２１２  セラミックス基体、２１４  円盤電極、２１６  リング電極、２２４  バネ。
【図１】
0003154930.tif 000005
【図２】
0003154930.tif 000006
【図３】
0003154930.tif 000007
【図４】
0003154930.tif 000008
【図５】
0003154930.tif 000009
【図６】
0003154930.tif 000010
【図７】
0003154930.tif 000011