(57)【要約】【課題】  ウエハを均一に加熱することができるだけでなく、ウエハ保持体の破損を防止することができる、信頼性の高いウエハ保持体の支持構造を提供する。【解決手段】  セラミックス焼結体中または表面に電気回路を埋設したウエハ保持体１を筒状支持部材３で支持する支持構造であって、ウエハ保持体１にネジ山が形成されたフランジ部品２が複数のネジ４で取り付けられており、このフランジ部品２のネジ山に筒状支持部材３に設けたネジ山が螺合されている。フランジ部品２に螺合された筒状支持部材３は、回り止めピン５によって固定されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックス焼結体中または表面に電気回路を埋設したウエハ保持体を筒状支持部材で支持する支持構造であって、前記ウエハ保持体にネジ山が形成されたフランジ部品が取り付けられており、該フランジ部品のネジ山に筒状支持部材に設けたネジ山が螺合されていることを特徴とするウエハ保持体の支持構造。
【請求項２】
前記フランジ部品はウエハ保持体に複数のネジでネジ止めされていることを特徴とする、請求項１に記載のウエハ保持体の支持構造。
【請求項３】
前記フランジ部品をウエハ保持体にネジ止めするネジは、該フランジ部品の内側に取り付けられていることを特徴とする、請求項２に記載のウエハ保持体の支持構造。
【請求項４】
前記ウエハ保持体、フランジ部品、筒状支持部材のそれぞれの熱膨張係数差が２.０×１０−６／Ｋ以下であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のウエハ保持体の支持構造。
【請求項５】
前記フランジ部品をウエハ保持体に固定するネジと、フランジ部品及びウエハ保持体との熱膨張係数差が、２.０×１０−６／Ｋ以下であることを特徴とする、請求項２に記載のウエハ保持体の支持構造。
【請求項６】
前記ウエハ保持体の材質が窒化アルミニウムであることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のウエハ保持体の支持構造。
【請求項７】
前記フランジ部品及び筒状支持部材の材質が、窒化アルミニウム、ムライト−アルミナ複合体、炭化ケイ素、窒化ケイ素、アルミナのいずれかであることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載のウエハ保持体の支持構造。
【請求項８】
前記ウエハ保持体とフランジ部品は平面部で突き合わされ、且つフランジ部品と筒状支持部材は平面部で突き合わされていて、その互いの突き合わされた各平面部の平面度が０.２ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載のウエハ保持体の支持構造。
【請求項９】
前記フランジ部品に螺合された筒状支持部材は、フランジ部品に設けた横穴から挿入された回り止めピンによって固定されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のウエハ保持体の支持構造。
【請求項１０】
前記フランジ部品と筒状支持部材の互いに螺合するネジのネジ山のピッチが３ｍｍ以下であり、且つそのネジの直径が３０ｍｍ以上であることを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載のウエハ保持体の支持構造。
【請求項１１】
前記フランジ部品と筒状支持部材に設けるネジ山は、フランジ部品が雌ネジであり且つ筒状支持部材が雄ネジであることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれかに記載のウエハ保持体の支持構造。
【請求項１２】
ウエハ保持体を筒状支持部材で支持する支持構造が、請求項１〜１１のいずれかに記載の支持構造であることを特徴とする半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体の製造装置や検査装置に用いられるウエハ保持体を、筒状支持部材に支持する支持構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体製造装置や検査装置用のウエハ保持体として、各種の形状が提案されている。例えば特公平０６−０２８２５８号公報には、ウエハ保持体に凸状支持体を取り付けた構造が提案されている。この支持構造においては、凸状支持部材はウエハ保持体に対して気密にシールされており、その内部にヒータに給電するための電極などを設置することができる。これによって、電極等の給電部品をウエハ保持体が設置されるチャンバー内の腐食性雰囲気から保護することができる。
【０００３】
上記特公平０６−０２８２５８号公報に記載された支持構造では、ウエハ保持体をチャンバー内に設置する場合、凸状支持部材をチャンバーと気密シールするために、一般的にＯ−リングが使用されている。Ｏ−リングの耐熱温度は一般には２００℃程度であるが、ウエハ保持体の温度は３００〜８００℃程度であり、凸状支持体のチャンバー側の温度に比較してかなり高い温度となる。このため、凸状支持体とウエハ保持体との間に温度差に起因する応力が生じ、これが原因でウエハ保持体が破損することがあった。特に特許第２８９８８３８号公報に記載されているように、ウエハ保持体の中心部の温度が外周部に比較して低い場合には、この傾向が特に顕著となる。
【０００４】
近年の半導体製造においては、ウエハ保持体の均熱性を向上させ、ウエハ上に均一な厚みを有する膜を形成することが要求されている。しかし、ウエハ保持体に埋設されている発熱体によって加熱した場合、ウエハやウエハ保持体の側面部分からの放熱により周縁端部の温度が低下し、十分な均熱性を得ることができない。そこで、ウエハ保持体の中心部の温度を外周部に比較して低く設定することにより、ウエハの温度を均一にすることが行われていた。
【０００５】
また、ウエハ保持体に凸状支持部材が接合されている場合には、特に接合部分からの熱の逃げが大きくなり、ウエハ保持体の中心部付近の均熱性が乱されると共に、凸状支持部材の接合部分に加わる応力も大きくなるため、ウエハ保持体の破損を招くことが多かった。上記のごとくウエハ保持体の中心部の温度を外周部に比較して低くすると、ウエハ保持体と凸状支持部材との接合部近傍に加わる応力が一層大きくなり、ウエハ保持体の破損の危険が更に大きくなる。
【０００６】
また、支持部材（シャフト）のウエハ保持体との取り付け部にフランジ加工をし、そのフランジ部からウエハ保持体に対して、雌ネジのネジ穴を形成し、その上から雄ネジが形成されたボルトでネジ止めする方法も考えられる。しかし、この方法では、取り付けたボルトが、シャフトのフランジ部に対して突出した構造となり、プロセスで使用するガスの流れを妨げたり、また突出部の腐食が進み、パーティクル発生の原因となることがあるため好ましくない。また、このような構造では、取り付けたボルトが、ウエハ保持体を昇降するときの振動などによって緩んでしたり、最悪の場合には落下したりするなどの問題点があった。
【０００７】
【特許文献１】特公平０６−０２８２５８号公報
【特許文献２】特許第２８９８８３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記した従来の事情に鑑み、ウエハを均一に加熱することができるだけでなく、ウエハ保持体の破損を防止することができる、支持部材とウエハ保持体の結合の信頼性の高いウエハ保持体の支持構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明が提供するウエハ保持体の支持構造は、セラミックス焼結体中または表面に電気回路を埋設したウエハ保持体を筒状支持部材で支持する支持構造であって、前記ウエハ保持体にネジ山が形成されたフランジ部品が取り付けられており、該フランジ部品のネジ山に筒状支持部材に設けたネジ山が螺合されていることを特徴とする。
【００１０】
上記本発明によるウエハ保持体の支持構造において、前記フランジ部品はウエハ保持体に複数のネジでネジ止めされていることを特徴とする。また、前記フランジ部品をウエハ保持体にネジ止めするネジは、該フランジ部品の内側に取り付けられていることが好ましい。
【００１１】
上記本発明によるウエハ保持体の支持構造では、前記ウエハ保持体、フランジ部品、筒状支持部材のそれぞれの熱膨張係数差が、２.０×１０−６／Ｋ以下であることが好ましい。また、前記フランジ部品をウエハ保持体に固定するネジと、フランジ部品及びウエハ保持体との熱膨張係数差が、２.０×１０−６／Ｋ以下であることが好ましい。
【００１２】
上記本発明によるウエハ保持体の支持構造においては、前記ウエハ保持体の材質が窒化アルミニウムであることが好ましい。また、前記フランジ部品及び筒状支持部材の材質は、窒化アルミニウム、ムライト−アルミナ複合体、炭化ケイ素、窒化ケイ素、アルミナのいずれかであることが好ましい。
【００１３】
上記本発明によるウエハ保持体の支持構造においては、前記ウエハ保持体とフランジ部品は平面部で突き合わされ、且つフランジ部品と筒状支持部材は平面部で突き合わされていて、その互いの突き合わされた各平面部の平面度が０.２ｍｍ以下であることが好ましい。
【００１４】
上記本発明によるウエハ保持体の支持構造では、前記フランジ部品に螺合された筒状支持部材は、フランジ部品に設けた横穴から挿入された回り止めピンによって固定されていることが好ましい。
【００１５】
また、上記本発明によるウエハ保持体の支持構造では、前記フランジ部品と筒状支持部材の互いに螺合するネジのネジ山のピッチが３ｍｍ以下であり、且つそのネジの直径が３０ｍｍ以上であることが好ましい。更に、前記フランジ部品と筒状支持部材に設けるネジ山は、フランジ部品が雌ネジであり且つ筒状支持部材が雄ネジであることが好ましい。
【００１６】
本発明は、また、ウエハ保持体を筒状支持部材に支持する支持構造が、上記本発明のウエハ保持体の支持構造であることを特徴とする半導体製造装置を提供するものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ウエハを加熱するときの均熱性に優れているだけでなく、筒状支持部材によるウエハ保持体の支持部近傍の応力を低減し、ウエハ保持体の破損を防止することがで、ウエハ保持体と筒状支持部材の結合信頼性を向上できるため、信頼性の高いウエハ保持体の支持構造を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明によるウエハ保持体の支持構造は、図１に示すように、ウエハ保持体１にフランジ部品２が取り付けられており、このフランジ部品２のネジ山に筒状支持部材３に設けたネジ山を螺合することによって、筒状支持部材３にウエハ保持体１が支持されている。
【００１９】
ウエハ保持体にフランジ部品を取り付ける方法としては、特に制約はないが、ネジ止めや、接合などの手法を用いることができる。接合で取り付ける場合においては、例えば、ＡｌＮ−Ａｌ２Ｏ３−Ｙ２Ｏ３系、Ｎｄ２Ｏ３−Ｙｂ２Ｏ３−ＣａＯ系などの接合剤や、ガラス、ロウ材などが使用できる。これらの中では、ウエハに対する汚染を考慮すると、ＡｌＮ−Ａｌ２Ｏ３−Ｙ２Ｏ３系の接合剤が金属成分やアルカリ土類金属を含まないため好ましい。
【００２０】
また、複数のネジによって、フランジ部品をウエハ保持体に取り付けることもできる。ネジ止めによる場合は、ウエハ保持体とネジとの間に空隙が存在するため、上記のように接合する場合に比べて、温度差により発生する応力を低減することができる。更に本発明では、筒状支持部材もフランジ部に対してネジによって固定するため、更に熱応力を低減することができる。また、ネジ止めの場合には、フランジ部品とウエハ保持体の間に界面が存在することになるため、接合する場合に比較して、筒状支持部材への熱伝達量を低減することができる。更にフランジ部品と筒状支持部材の結合をネジによって行っているため、筒状支持部材への熱の伝達量を一層小さくすることができる。これによって、ウエハ保持体との結合部から筒状支持部材への熱の逃げを小さくすることができ、ウエハ保持体中心部付近の温度の低下を防止することができるため、優れた均熱性を得ることができる。
【００２１】
図１に示すように、フランジ部品２をウエハ保持体１に取り付けるネジ４の位置は、フランジ部品２の内側に設置されることが好ましい。このネジ位置がフランジ部品の内側に存在する場合、ウエハ保持体とフランジ部品の温度差によって熱応力が発生するが、内側の方が外側に比較して複数のネジ間の距離が小さくなり、加わる熱応力が外側に設置した場合に比較して小さくなるため好ましい。また、ネジが金属である場合にも、チャンバー内で使用するフッ素系や塩素系などの腐食性ガス雰囲気からネジを保護することができるため、ネジ位置をフランジ部品の内側とすることが好ましい。更に、筒状支持部材内に窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガスを流すことによって、フランジ部品の内側のネジを腐食から保護することができる。
【００２２】
上記フランジ部品には、筒状支持部材の上端部に設けたネジ山と螺合するためのネジ山を形成する。フランジ部品に雄ネジを形成した場合には筒状支持部材には雌ネジを形成し、フランジ部品に雌ネジを形成した場合は筒状支持部材には雄ネジを形成する。この形成したネジ山同士の螺合によって、フランジ部品と筒状支持部材を結合することができる。この場合、フランジ部品と筒状支持部材をガラスなどで接合した場合に比較して、フランジ部品から筒状支持部材への熱伝達量を減らすことができるため、筒状支持部材下部への熱の逃げが小さくなり、更に均熱性の低下を防ぐことができる。
【００２３】
また、フランジ部品に形成するネジ山は、図1に示すように雌ネジであることが好ましい。筒状支持部材よりもフランジ部品の方が相対的に温度が高いため、フランジ部品の方が筒状支持部材よりも熱膨張量が大きくなる。また、フランジ部品と筒状支持部材は螺合されているため、筒状支持部材への熱伝達量が少なくなり、筒状支持部材とフランジ部品の間に温度差が発生しやすい。このとき、フランジ部品が雄ネジの場合には、その外側に存在する雌ネジを設けた筒状支持部材を圧迫して破損させる恐れがある。しかし、フランジ部品が雌ネジである場合には、雄ネジを設けた筒状支持部材はフランジ部品の内側に存在するため、上記のような部品間の温度差による破損の問題は発生しない。
【００２４】
また、フランジを固定するネジが内側に存在するため、筒状支持部材自身にフランジ加工を行い、ウエハ保持体に対してネジ止めする場合に発生するプロセスガスの流れの乱れや、パーティクルの発生を低減することができるため好ましい。また、当然のことながらボルトの落下を防ぐことができるため好ましい。
【００２５】
フランジ部品をウエハ保持体にネジ止めするネジは、ウエハ保持体及びフランジ部品との熱膨張係数差が２.０×１０−６／Ｋ以下であることが好ましい。熱膨張係数差が２.０×１０−６／Ｋよりも大きくなると、加熱時に、ウエハ保持体もしくはフランジ部品が破損する可能性があるため好ましくない。例えば、ウエハ保持体とフランジ部品の材質が窒化アルミニウムである場合においては、ネジの材質として窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素などを主成分とするセラミックスや、タングステン、モリブデン、コバールなどの金属を挙げることができ、使用条件を加味して選択すればよい。
【００２６】
特に金属製のネジを用いる場合には、ニッケルなどの耐食性の膜を表面に形成することが好ましい。耐食性膜の形成方法としては、溶射やメッキが挙げられるが、コスト性、耐久性から考えてメッキが好適である。耐食性膜の厚みは０.１〜５０μｍが好ましい。厚みが０.１μｍ未満では、耐食性が低下しやすいため好ましくない。また、厚みが５０μｍを超えると、温度サイクルにより、下地のネジ素材との熱膨張係数差により耐食性膜が剥れることがあるため好ましくない。
【００２７】
また、フランジ部品を固定するネジに対して、ネジの頭の部分とフランジ部品をまたぐようにザグリ部を形成し、その部分に、ザグリ部の内径とほぼ同様の直径を有する回り止めピンを挿入することも可能である。この回り止めピンは、図示したように、ウエハ保持体をチャンバーにセットした際に、筒状支持部材部分から覆われる形状となるため、落下の心配がなく、フランジ部品を固定したネジもしっかりと固定されるため好ましい。当然のことながら、この回り止めピンに関しても、上記に記載したネジと同様の材質、及び耐食性膜を有することができるのは言うまでもない。
【００２８】
また、ウエハ保持体、フランジ部品、筒状支持部材についても、それぞれの熱膨張係数差が２.０×１０−６／Ｋ以下であることが好ましい。これらの熱膨張係数差が２.０×１０−６／Ｋよりも大きくなると、加熱時に、ウエハ保持体、フランジ部品、若しくは筒状支持部材が破損する可能性があるため好ましくない。
【００２９】
ウエハ保持体の材質は、チャンバー内で使用する腐食性ガスに対する耐食性に優れるセラミックスが好ましい。好適なセラミックスとしては、アルミナ、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ムライト、ムライト−アルミナ複合体などが挙げられる。特に窒化アルミニウムは、熱伝導性や均熱性に優れ、腐食性ガスに対する耐食性にも優れているため好適である。窒化アルミニウムは難焼結材料であるため、少量の焼結助剤を含有していても構わない。特にイットリウムなどの希土類元素を１％以下含有しているものは、焼結性にも優れ、また助剤成分からの腐食も起こりにくい。
【００３０】
フランジ部品及び筒状支持部材の材質も、チャンバー内で使用される腐食性ガス雰囲気の耐食性に優れるセラミックス、中でも窒化アルミニウムが好ましい。また、ムライト−アルミナ複合体に関しては、比較的熱伝導率が低いため、フランジ部品とウエハ保持体の接触部分からの熱の逃げを小さくできるため均熱性に優れ、またコストも窒化アルミニウムに比較して安価であるため好ましい。これらの材料に関しては、用途に応じて使い分けることができる。即ち、比較的強い耐食性雰囲気で使用する場合には窒化アルミニウムが、均熱性が要求される場合はムライト−アルミナ複合体が好ましい。例えば、フランジ部品を窒化アルミニウムとし、筒状支持部材をムライト−アルミナ複合体とするか、あるいは逆にすることもできる。
【００３１】
本発明の支持構造においては、ウエハ保持体とフランジ部品は、互いに平面部で突き合わせた状態でネジ止めされることが好ましい。ウエハ保持体とフランジ部品を互いに平面部で突き合わせることによって、筒状支持部材内にチャンバー内の雰囲気が進入するのを防止することができる。特に筒状支持部材内に不活性ガスを注入する場合、一層効果的である。
【００３２】
上記ウエハ保持体とフランジ部品の互いに突き合わされた平面部は、いずれも平面度が０.２ｍｍ以下であることが好ましい。互いに接触する平面部の平面度を０.１ｍｍ以下とすることによって、雰囲気ガスの進入を一層効果的に防止することができると共に、互いの部品の組み付け時のガタツキを小さくでき、安定した組付けを実現できるため特に好ましい。
【００３３】
また、フランジ部品と筒状支持部材も、互いに平面部で突き合わせる構造が好ましい。互いに平面部で突き合わせることによって、上記フランジ部品とウエハ保持体との組み付けの場合と同様に、外部からの雰囲気ガスの進入を防止すると共に、組み付け精度を向上させることができるため好ましい。特に、ウエハ保持体のチャンバー内における相対的位置を、筒状支持部材の高さによって決定することができる点で極めて有利である。
【００３４】
上記フランジ部品と筒状支持部材の互いに突き合わされた平面部は、いずれも平面度が０.２ｍｍ以下であることが好ましく、特に０.１ｍｍ以下であれば安定した取り付けと高い精度を実現することができるため更に好ましい。また、平面度が０.２ｍｍを超えると、各部品の接触が不安定になり、均熱性が低下してウエハの温度がばらつきやすくなるため好ましくない。
【００３５】
また、本発明の支持構造においては、図１に示すように、フランジ部品２に螺合された筒状支持部材３は、回り止めピン５によって固定することが好ましい。また、フランジ部品の側面に設けた横穴から回り止めピンを挿入すれば、回り止めピンの落下を防止することができ、安定した構造とすることができる。この回り止めピンによって、ウエハ保持体使用時の振動や、リフトピンあるいはウエハ保持体の上下による振動により、筒状支持部材の螺合が緩むのを防止することができる。この回り止めピンに関しては、筒状支持部材の側面部に少なくとも１箇所、好適には２〜４箇所配置することによって、筒状支持部材の緩みを効果的に防止することができる。
【００３６】
上記回り止めピンの材質としては、熱膨張係数が筒状支持部材やフランジ部品と比較的近いものが好ましく、モリブデン、タングステン、コバールなどの金属や、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、アルミナ、炭化ケイ素、ムライト−アルミナ複合体などのセラミックスを使用することができる。また、上記金属とセラミックスを組み合わせることも可能である。即ち、図１に示すように、筒状支持部材３を固定する回り止めピン５を金属で作製し、回り止めピン５の外側にセラミックス製のキャップネジ６を配置することによって、金属製の回り止めピン５がチャンバー内の雰囲気に曝されることを防ぐことができる。
【００３７】
フランジ部品と筒状支持部材の互いに螺合するネジのネジ山のピッチは、３ｍｍ以下であることが好ましい。ネジ山のピッチがこれより大きくなると、特にセラミックス同士のネジの場合には、フランジ部品と筒状支持部材のガタツキが大きくなるため好ましくない。ネジ山の好ましいピッチとしては２.０ｍｍ以下であるが、０.５ｍｍ未満のピッチになるとネジ山の強度が低下するため、チッピングなどが起こりやすくなり好ましくない。
【００３８】
当然のことながら、ネジ山の数が多く且つネジの回転数が多いほど安定した接続とすることができるため、ネジ山のピッチを上記のごとく３ｍｍ以下とし、ネジの回転数は３回転以上とすることが好ましい。また、フランジ部品と筒状支持部材のネジ（シャフト）の直径は３０ｍｍ以上が好ましい。ネジの直径が３０ｍｍ以上であれば、フランジ部品と筒状支持部材に形成されたネジの接触面積が大きくなり、ガタツキの少ない安定した接続構造とすることができる。
【００３９】
また、本発明においては、ウエハ保持体と、フランジ部品と、筒状支持部材とを別々の部品で構成し、各部品をネジ止めすることによって、従来の筒状支持体を接合していた場合に比較して、接合に伴う熱処理をなくすことができ、コストダウンを図ることもできる。更に、筒状支持部材を接合する場合にはウエハ保持体が若干変形することにより、ウエハ保持体のウエハ載置面を再加工する必要があったが、本発明の手法によれば、上記のような熱処理は行わないため、再加工の必要もなく、コストダウンを図ることができる。
【００４０】
また、本発明の支持構造は、上記したように従来構造に比較して均熱性や信頼性に優れているため、半導体の製造装置や検査装置などに好適に使用することができる。
【実施例】
【００４１】
［実施例１］
ウエハ保持体として、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）のウエハ保持体を作製した。まず、ＡｌＮ粉末に焼結助剤としてＹ２Ｏ３を０.５重量％加え、更に有機溶剤とバインダーを加え、ボールミル混合にて２４時間混合した。得られたスラリーをスプレードライにて顆粒を作製し、その顆粒をプレス法にて成形して、成形体を作製した。得られた成形体を窒素雰囲気中にて８００℃で脱脂処理した後、窒素雰囲気中にて１８００℃で焼結することにより、ＡｌＮ焼結体を得た。
【００４２】
上記ＡｌＮ焼結体にＷペーストを用いて発熱体を印刷、焼成した後、上記と同様に作製した別のＡｌＮ焼結体を重ね、２枚のＡｌＮ焼結体間にＡｌ２Ｏ３−Ｙ２Ｏ３−ＡｌＮ系の接合ペーストを塗布し、窒素雰囲気中で加熱しながら１軸方向に加圧することにより、発熱体を埋設した直径３３０ｍｍ、厚み２０ｍｍのウエハ保持体を得た。このウエハ支持体に対して、発熱体にまで達するザグリ穴を形成し、発熱体に給電するためのＷ製の電極部品をロウ付けした。
【００４３】
また、上記と同様にＡｌＮ粉末を焼結して、外径６０ｍｍ、高さ２０ｍｍ、肉厚３ｍｍのＡｌＮ製のフランジ部品を作製した。このフランジ部品の内側面に、溝の内径が５５ｍｍで、ネジ山のピッチが１.５ｍｍの雌ネジを８回転するように形成した。また、フランジ部品をウエハ保持体に取り付けるため、直径５４ｍｍの底部分にＭ５のネジ穴を４箇所形成した。このフランジ部品を上記ウエハ保持体の所定位置に、ＮｉメッキしたＷのネジによって取り付けた。そして、フランジ部品とＷネジの頭をまたぐように直径３ｍｍのザグリ部を形成し、そこにＮｉメッキした直径２.９５ｍｍのＷの回り止めピンを挿入した。
【００４４】
次に、上記と同様にＡｌＮ粉末を焼結して、外径が５５ｍｍ、肉厚が５ｍｍの筒状支持部材を作製し、上記フランジ部品の雌ネジに捻じ込めるように、先端部の外側面に雄ネジのネジ山を形成した。そして筒状支持部材とフランジ部品の突き合せ平面部を互いに平面度５０μｍに仕上げ、筒状支持部材をフランジ部品に突き合せ平面部まで捻じ込み、螺合して一体化させた。
【００４５】
その後、一体となった筒状支持部材とフランジ部品の側面に、フランジ部品を貫通し、筒状支持部材の肉厚５ｍｍのうち２ｍｍを残すようにザグリ加工して、直径３ｍｍの横穴を４箇所形成した。更に、この横穴にフランジ部品側から雌ネジを形成した後、内部にＭｏ製の回り止めピンを挿入し、更にＡｌＮ製のキャップネジで端面を封止して、ウエハ保持体の支持構造を完成した。
【００４６】
上記支持構造のウエハ保持体を用いて、１２インチのシリコンウエハ上に膜形成を行ったが、問題なく各種絶縁膜と導体膜を形成することができた。次に、このウエハ保持体の４００℃における均熱性をウエハ温度計で測定した結果、±２℃のバラツキで、良好な均熱性が得られた。また、最高８００℃まで昇温したが、成膜は正常に実施することができた。
【００４７】
更に、上記支持構造について、ＣＦ４雰囲気中１００時間の耐食試験を行い、フランジ部品と筒状支持部材の実験前後の表面粗さを測定した。その結果、両者とも実験前はＲａ＝０.７μｍであったが、試験後のフランジ部品はＲａ＝０.９μｍ、試験後の筒状支持部材Ｒａ＝０.８μｍとなった。
【００４８】
［実施例２］
上記実施例１と同じ支持構造であるが、フランジ部品と筒状支持部材をムライト−アルミナ複合体で形成した。この支持構造について、上記と同様の各実験を行った結果、問題なく成膜することができ、均熱性は４００℃±１.７℃であり、上記と同様の耐食試験後の表面粗さは、フランジ部品がＲａ＝１.１μｍ及び筒状支持部材がＲａ＝０.９μｍであった。
【００４９】
［実施例３］
上記実施例１と同じ支持構造であるが、フランジ部品と筒状支持部材のネジ山のピッチを３.０ｍｍとした。その結果、若干のガタツキはあるものの、成膜には影響のない程度であった。また、同様にフランジ部品と筒状支持部材のネジ山のピッチを５.０ｍｍとしたところ、成膜そのものは問題なくできるものの、ウエハ保持体のガタツキが大きくなり、ウエハの搬送や、リフトピンの上下時にリフトピンが引っかかったりするトラブルが時々発生した。
【００５０】
［実施例４］
上記実施例１と同じ支持構造であるが、フランジ部品のネジを内径５５ｍｍの雌ネジ、筒状支持部材のネジを雄ネジとして、上記と同様の各実験を行った。その結果、４００℃から７００℃までは良好な成膜が実施できたが、８００℃で成膜を行った際、筒状支持部材のネジ山の先端に小さなクラックが発生していることが認められた。
【００５１】
［実施例５］
上記実施例１と同じ支持構造であるが、熱膨張係数が４.８×１０−６／ＫのＡｌＮ製のウエハ保持体に対して、熱膨張係数が２.８×１０−６／Ｋの窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）製のフランジ部品と筒状支持部材を用いた。この支持構造について、上記と同様に８００℃まで昇温を行ったが、筒状支持部材、フランジ部品、ウエハ保持体に破損等は発生しなかった。
【００５２】
更に、上記実施例１と同じ支持構造であるが、ＡｌＮ製のウエハ保持体に対して、熱膨張係数が６.８×１０−６／Ｋのアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）製のフランジ部品と筒状支持部材を用いた。この支持構造について、上記と同様に８００℃まで昇温したが、各部品に破損は生じなかった。
【００５３】
しかし、上記実施例１と同じ支持構造であるが、Ｓｉ３Ｎ４製のウエハ保持体に対して、Ａｌ２Ｏ３製のフランジ部品と筒状支持部材をネジ止めして同様の実験を行ったところ、６００℃に昇温した際に、ウエハ保持体にネジ止めしたフランジ部品にクラックが発生した。
【００５４】
また、上記実施例１と同じ支持構造であるが、ＡｌＮ製のウエハ保持体に、熱膨張係数が３.８×１０−６／Ｋのフランジ部品と筒状支持体を用いた。この支持構造について、上記と同様に８００℃まで昇温したが、各部品に破損は生じなかった。
【００５５】
［実施例６］
上記実施例１と同じ支持構造であるが、ウエハ保持体、フランジ部品、筒状支持部材のそれぞれの突き合せ平面部の平面度を、０.１ｍｍ、０.２ｍｍ、０.３ｍｍとした。これらの支持構造について、上記と同様の各実験を行った結果、平面度が０.１ｍｍと０.２ｍｍのものはガタツキなく、良好な成膜できた。それに対して、平面度が０.３ｍｍのものは、接触が均一でないためにガタツキが大きく、良好な成膜ができなかった。
【００５６】
また、ウエハ保持体とフランジ部品の突き合わせ部の上部におけるウエハの温度、即ちウエハの中心部から直径６０ｍｍの位置における４００℃での温度分布を測定したところ、平面度０.１ｍｍのものが±０.５℃、平面度０.２ｍｍのものが±０.７℃であるのに対して、平面度０.３ｍｍのものは±１.３℃と大幅に低下することが分った。
【００５７】
［実施例７］
上記実施例１と同じ支持構造であるが、筒状支持部材の外径を３０ｍｍとし、上記と同様の実験を行ったところ、良好な結果が得られた。しかし、フランジ部品と筒状支持部材の外径を２０ｍｍとしたものは、それぞれの部品が安定して固定できず、若干のガタツキが発生した。そのため、ウエハ上に生成した膜の厚みバラツキが、外径３０ｍｍのものに比較して大きくなった。
【００５８】
[実施例８]
実施例１と同様にＡｌＮ基板を準備し、片面にＷペーストで発熱体を形成した。その後、ＡｌＮ粉末に、Ｙ２Ｏ３粉末を１.０重量％添加し、テルピネオール、エチルセルロースを加え、ＡｌＮペーストを作製した。これをスクリーン印刷法にて基板上に塗布し、窒素雰囲気中で脱脂した後、窒素雰囲気中１８３０℃で焼成した。この上は保持体に、上記実施例１と同様に、ＡｌＮ製のフランジ部品、筒状支持体を取り付け、実施例１と同様の評価を実施した結果、良好な結果が得られた。
【００５９】
［比較例１］
上記実施例１と同じ支持構造であるが、フランジ部品とウエハ保持体をＡｌ２Ｏ３−Ｙ２Ｏ３−ＡｌＮ系の接合ペーストを用いて、荷重を加えながら１８００℃で接合した。この支持構造について、上記と同様に成膜試験を行った結果、成膜は問題なくできたものの、ウエハの均熱性が４００℃において±３.０℃となり、フランジ部品接合部付近の温度が低下していることが分った。
【００６０】
［比較例２］
フランジ部品を使用せず、上記実施例１と同じＡｌＮ製のウエハ保持体と筒状支持部材を、Ａｌ２Ｏ３−Ｙ２Ｏ３−ＡｌＮ系の接合ペーストを用いて直接接合した。この支持構造について、上記と同様に各試験を行った結果、４００℃における均熱性は±４.１℃であり、中心部の温度が最も低くなっていた。この状態で８００℃まで昇温しようとしたところ、７８０℃を超えたところで接合部付近からウエハ保持体が破損した。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明による接続構造の一具体例を示す概略の断面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１      ウエハ保持体
２      フランジ部品
３      筒状支持部材
４      ネジ
５      回り止めピン
６      キャップネジ
【図１】
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