特許 7418468 静電チャック用高密度耐食層配置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-11

(45)【発行日】2024-01-19

(54)【発明の名称】静電チャック用高密度耐食層配置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20240112BHJP

   H02N 13/00 20060101ALI20240112BHJP

   C04B 35/117 20060101ALI20240112BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 R

H02N13/00 D

C04B35/117

【請求項の数】 25

(21)【出願番号】P 2021559397

(86)(22)【出願日】2020-04-10

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-06-29

(86)【国際出願番号】 US2020027618

(87)【国際公開番号】W WO2020214494

(87)【国際公開日】2020-10-22

【審査請求日】2022-10-07

(31)【優先権主張番号】62/836,277

(32)【優先日】2019-04-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】1906266.0

(32)【優先日】2019-05-03

(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB

(73)【特許権者】

【識別番号】506139473

【氏名又は名称】モーガン・アドヴァンスド・セラミックス・インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＭＯＲＧＡＮ ＡＤＶＡＮＣＥＤ ＣＥＲＡＭＩＣＳ， ＩＮＣ．

【住所又は居所原語表記】２４２５ Ｗｈｉｐｐｌｅ Ｒｏａｄ， Ｈａｙｗａｒｄ， ＣＡ ９４５４４， Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ

(74)【代理人】

【識別番号】100110423

【弁理士】

【氏名又は名称】曾我 道治

(74)【代理人】

【識別番号】100111648

【弁理士】

【氏名又は名称】梶並 順

(74)【代理人】

【識別番号】100122437

【弁理士】

【氏名又は名称】大宅 一宏

(74)【代理人】

【識別番号】100209495

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 さおり

(72)【発明者】

【氏名】リー、チェンツィン

【審査官】井上 和俊

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２００８／０１５１４６７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開平１１－３１４９７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０１－３１７１６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－１７５８８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－０６４９８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６２－２６４６３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２１００７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２０３８９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１４１４０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０６６４１９３９（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】特表２０１７－５２６１８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／００５７８８０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

Ｈ０２Ｎ １３／００

Ｃ０４Ｂ ３５／１１７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ａ．第１のセラミック層、
Ｂ．第２のセラミック層、
Ｃ．前記第１のセラミック層と前記第２のセラミック層との間に配置されたメタライズ層
を含む、静電チャック用層配置であって、
前記第１のセラミック層は、
少なくとも９０．０重量％の、アルミナ、チタニア、ＺｒＯ_２、Ｙ_２Ｏ_３、ＡｌＮ、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＳｉＣ、遷移金属酸化物、またはそれらの組み合わせ、および
０．１～１０．０重量％の範囲の酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）
を含み、
前記第１のセラミック層の上面またはその近傍のＴａ _２ Ｏ _５ 濃度は、前記第１のセラミック層と前記メタライズ層との界面またはその近傍のＴａ _２ Ｏ _５ 濃度より低い、静電チャック用層配置。

【請求項2】

前記第１のセラミック層は、上部誘電体層である、請求項１に記載の層配置。

【請求項3】

前記上部誘電体層は、２０μｍ～２００μｍの範囲の厚さを有する、請求項２に記載の層配置。

【請求項4】

前記第１のセラミック層は、少なくとも９８重量％のアルミナを含む、請求項１に記載の層配置。

【請求項5】

前記第１のセラミック層は、少なくとも９９．０重量％の、酸化タンタル、アルミナ、チタニア、ＺｒＯ_２、Ｙ_２Ｏ_３、ＡｌＮ、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＳｉＣ、および遷移金属酸化物の合計を含む、請求項１に記載の層配置。

【請求項6】

前記メタライズ層は、白金、パラジウム、タングステン、モリブデン、ニオブ、タンタル、およびそれらの合金からなる群から選択される金属を含む、請求項１に記載の層配置。

【請求項7】

前記第２のセラミック層は、アルミナ、チタニア、ＺｒＯ_２、Ｙ_２Ｏ_３、ＡｌＮ、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＳｉＣ、またはそれらの組み合わせを含む、請求項１に記載の層配置。

【請求項8】

前記第１のセラミック層と前記メタライズ層との界面にＴａ_２Ｏ_５相をさらに含む、請求項１に記載の層配置。

【請求項9】

前記メタライズ層の近傍の前記第１のセラミック層中のＴａ_２Ｏ_５相の断面積は、前記第１のセラミック層の上面の近傍の前記第１のセラミック層中のＴａ_２Ｏ_５相の断面積より２０％超大きい、請求項１に記載の層配置。

【請求項10】

前記第１のセラミック層の密度は、その理論最大密度の９７％超である、請求項１に記載の層配置。

【請求項11】

前記第２のセラミック層の密度は、前記第１のセラミック層の密度より低い、請求項１に記載の層配置。

【請求項12】

前記第１のセラミック層は、遷移金属酸化物をドープしたアルミナと、０．５重量％～１０．０重量％のＴａ_２Ｏ_５とを含む静電荷散逸性材料を含み、前記遷移金属酸化物は、前記第１のセラミック層中のセラミック材料の総重量に基づいて１．０重量％～８．０重量％の範囲の量で存在する、請求項１に記載の層配置。

【請求項13】

前記遷移金属酸化物は、チタニア（ＴｉＯ_２）を含む、請求項１２に記載の層配置。

【請求項14】

前記第１のセラミック層は、２．０重量％～６．０重量％のＴａ_２Ｏ_５を含む、請求項１２に記載の層配置。

【請求項15】

層状配置は、同時焼成層状配置である、請求項１に記載の層配置。

【請求項16】

請求項１に記載の層配置を含む静電チャック。

【請求項17】

前記第１のセラミック層は、少なくとも６０Ｖ／μｍの破壊電圧を有する、請求項１６に記載の静電チャック。

【請求項18】

Ａ．グリーン状態の第１の材料を含むベース層を形成すること、
Ｂ．高融点メタライズ形成材料を前記ベース層に塗布してメタライズ層を形成すること、
Ｃ．グリーン状態の第２の材料を含む上部層を前記メタライズ層の上に配置すること、
Ｄ．前記ベース層、前記メタライズ層、および前記上部層を十分な温度および時間で同時焼成して液体Ｔａ_２Ｏ_５相を形成すること
を含む、静電チャック用層配置の製造方法であって、
前記液体Ｔａ_２Ｏ_５相は、前記上部層、前記メタライズ層、および前記ベース層の間の界面に向かって移動し、
同時焼成状態では、前記上部層は、少なくとも９０．０重量％の、アルミナ、チタニア、ＺｒＯ_２、Ｙ_２Ｏ_３、ＡｌＮ、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＳｉＣ、またはそれらの組み合わせと、０．１～１０．０重量％の範囲の酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）とを含む第１のセラミック材料を含む、静電チャック用層配置の製造方法。

【請求項19】

前記第１のセラミック材料は、９９．０重量％超のアルミナと、１．０重量％未満のＴａ_２Ｏ_５とを含む、請求項１８に記載の方法。

【請求項20】

請求項１８に記載の方法によって形成された層配置を含む製品。

【請求項21】

ハロゲンガス環境でシリコンウエハを製造するプロセスであって、前記シリコンウエハは、請求項１８に記載の方法によって形成された静電チャックにより静電的に保持される、プロセス。

【請求項22】

前記ハロゲンガス環境は、塩素または三塩化ホウ素ガスを含む、請求項２１に記載のプロセス。

【請求項23】

前記プロセスは、イオン注入を含む、請求項２１に記載のプロセス。

【請求項24】

Ａ．第１のセラミック層、
Ｂ．第２のセラミック層、
Ｃ．前記第１のセラミック層と前記第２のセラミック層との間に配置されたメタライズ層
を含む、静電チャック用層配置であって、
前記第１のセラミック層は、遷移金属酸化物をドープしたアルミナと、２．０重量％～１０．０重量％のＴａ_２Ｏ_５とを含む静電荷散逸性材料を含み、前記遷移金属酸化物は、前記第１のセラミック層中のセラミック材料の総重量に基づいて１．０重量％～８．０重量％の範囲の量で存在する、静電チャック用層配置。

【請求項25】

前記遷移金属酸化物をドープしたアルミナは、前記第１のセラミック層の少なくとも９０重量％を占める、請求項２４に記載の層配置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、静電チャック用層配置、その製造方法、および前述の層配置を含有する静電チャックに関する。具体的には、開示は、静電チャック中の上部誘電体層と絶縁層との間に配置されたメタライズ層に関する。

【背景技術】

【0002】

静電チャック（ＥＳＣ）は、半導体デバイス作製プロセスでシリコンウエハなどの基板を固定するのに広く使用されている。ＥＳＣは、導電層がセラミック絶縁体間に挟まれてそれらがデバイスと直接接触することを防ぐ層状構造である。アルミナおよび窒化アルミニウムが、ＥＳＣで主に使用されるセラミックである。導電層は、しばしば「トレース」または「電極」と呼ばれ、典型的にはモリブデンおよびタングステンなどの高融点金属から作られる。トレースは、セラミック層を貫通して外部電源からの電気エネルギーを提供する、「ビア」と呼ばれる層間導電路によってさらに接続される。

【0003】

米国特許第５，６７１，１１６号は、セラミックＥＳＣを製造するための同時焼成方法論を教示する。このプロセスでは、まず、セラミックテープが、それらを結合させる様々な有機および無機バインダと混合されたテープキャスティング粉末によって形成される。次いで、導電性トレースが、グリーン状態のセラミックテープの上にメタライズされる。次いで、メタライズされたグリーンテープは、互いの上に積み重ねられ、次いでプレスされてそれらを積層させる。ビアは、セラミック層に開けられたビアホールに高融点金属ペーストまたは粉末を挿入することによって形成される。次いで、結果として得られる積層グリーン部品は、高温で同時焼成されてモノリスＥＳＣ体を作る。

【0004】

しばしば誘電体層と呼ばれ、ウエハと直接接触するＥＳＣの上部セラミック層は、ＥＳＣで最も重要なセラミック層である。その主要な機能は、ウエハとその下の電極との間に絶縁層を提供することである。その絶縁耐力は、ウエハを固定するために加えられる電場の破壊力に耐えなければならない。それはまた、処理中に電極材料からデバイスに移動する任意の金属不純物を防ぐ。エッチングおよび堆積などのプロセスチャンバでは、フッ素および塩素などの刺激の強いガスが使用され、それらは性質がますます腐食性になっている。そのような場合、セラミック層の組成物は、腐食性プロセスガスによって溶解してデバイスを汚染してはならないことが最重要である。

【0005】

高い絶縁破壊強さを維持するために、セラミックは、ほぼ完全に高密度でなければならない。米国特許ＵＳ４６７８６８３、ＵＳ５２０７４３７、およびＵＳ５１０４８３４は全て、層状メタライズ構造の焼結中にセラミックを高密度化するための液相焼結助剤として、カルシアおよびマグネシアとともにシリカを使用することを開示する。アルミナ中のそのような組成物は、高密度の焼結体を与えるが、いくつかの落とし穴を有する：
・組成物は、半導体作製プロセス中にフッ素および塩素などハロゲンプラズマガスに攻撃され、
・組成物は、液相形成に関連する比較的高い不純物含有量を有する。不純物は、誘電体層を通ってガス処理環境中および有害にもシリコンウエハの表面上により移動しやすいため、高い不純物含有量は、組成物を高温処理環境に適さないものにする。

【0006】

したがって、耐食性および処理環境中への不純物の移動に対する耐性の両方があるＥＳＣを開発する必要性が存在する。

【発明の概要】

【0007】

第１の態様では、
Ａ．第１のセラミック層、
Ｂ．第２のセラミック層、
Ｃ．第１のセラミック層と第２のセラミック層との間に配置されたメタライズ層
を含む、静電チャック用層配置が提供され、
第１のセラミック層は、少なくとも９０．０重量％の、
（ｉ）アルミナ、チタニア、ＺｒＯ_２、Ｙ_２Ｏ_３、ＡｌＮ、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＳｉＣ、もしくはそれらの組み合わせ、または
（ｉｉ）遷移金属酸化物をドープしたアルミナ、および
好ましくは、第１のセラミック層を、第１のセラミック層の理論最大密度（すなわち、気孔率０％）の少なくとも９７％、または９８％、または９８．５％、または９９．０％に高密度化するのに十分な酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）を含む。酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）は、好ましくは０．０５～１０．０重量％の範囲で存在する。

【0008】

いくつかの実施形態では、焼結助剤として使用された、比較的少量の酸化タンタル（例えば、２．０重量％未満）が、高密度、高純度のセラミックを生成することができることが見出された。これらの実施形態では、第１のセラミック層は、好ましくは、少なくとも９０．０重量％の、アルミナ、チタニア、ＺｒＯ_２、Ｙ_２Ｏ_３、ＡｌＮ、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＳｉＣ、またはそれらの組み合わせを含む。

【0009】

他の実施形態では、より多くのＴａ_２Ｏ_５が、第１のセラミック層を高密度化するためのＴａ_２Ｏ_５液相を形成するのに必要とされ得る（例えば、２．０重量％～６．０重量％、または１０重量％以上）。これらの実施形態では、第１のセラミック層は、好ましくは、少なくとも９０．０重量％の、チタニアなどの遷移金属酸化物をドープしたアルミナを含む。

【0010】

Ｔａ_２Ｏ_５は、大抵の環境中で高度に不活性であり、したがって、処理環境中に移動する傾向が低い。処理環境は、４５０℃超、または５５０℃超、または６５０℃超、または７５０℃超であってよい。

【0011】

好ましくは、少なくとも９２．０重量％、または少なくとも９４．０重量％、または少なくとも９６．０重量％、または少なくとも９８．０重量％、または少なくとも９９．０重量％の、アルミナ、チタニア、ＺｒＯ_２、Ｙ_２Ｏ_３、ＡｌＮ、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＳｉＣ、遷移金属酸化物、またはそれらの組み合わせが存在する。

【0012】

第１の層は、少なくとも９５．０重量％、または少なくとも９７．０重量％、または少なくとも９８．０重量％、または少なくとも９９．０重量％、または少なくとも９９．５重量％、または少なくとも９９．８重量％の、酸化タンタル、およびアルミナ、チタニア、ＺｒＯ_２、Ｙ_２Ｏ_３、ＡｌＮ、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＳｉＣ、遷移金属酸化物、またはそれらの組み合わせを含んでよい。

【0013】

第１のセラミック層は、好ましくは、アルミナまたはＡｌＮを含む。

【0014】

第１のセラミック層は、好ましくは、８．０重量％以下のＴａ_２Ｏ_５、または６．０重量％以下もしくは４．０重量％以下のＴａ_２Ｏ_５、または２．０重量％以下もしくは１．５重量％以下のＴａ_２Ｏ_５、または１．０重量％以下もしくは０．８重量％以下のＴａ_２Ｏ_５、または０．７重量％以下もしくは０．６重量％以下のＴａ_２Ｏ_５、または０．５重量％以下もしくは０．４重量％以下のＴａ_２Ｏ_５を含む。好ましくは、第１のセラミック層は、０．２重量％以上のＴａ_２Ｏ_５、または０．３重量％以上のＴａ_２Ｏ_５を含む。必要なＴａ_２Ｏ_５の量は、第１のセラミック層の組成、要求される目標密度ならびに／または目標焼結温度および時間、ならびに層配置が曝露されることになるプロセス環境に依存し得る。より高レベルのＴａ_２Ｏ_５は、高密度化プロセスにおける著しいさらなる利益を提供しない場合があるが、より低レベルは、目標条件で目標密度要求を提供するのに十分でない場合がある。

【0015】

好ましくは、第１のセラミック層は、上部誘電体層である。上部誘電体層は、処理チャンバ中でウエハと直接接触し得、したがって、誘電体層の表面には、好ましくは実質的に揮発性不純物種（例えば、ＣｕおよびＮａ）がない。

【0016】

好ましくは、第１のセラミック層は、第１のセラミック層とメタライズ層との界面にＴａ_２Ｏ_５相を含む。

【0017】

一実施形態では、層状配置の製造の同時焼成プロセス中に、層状配置は、一定期間、Ｔａ_２Ｏ_５の融点未満に加熱され、メタライズ層および隣接する第２のセラミック層の周りの、より多孔性の領域に引き寄せられる液体Ｔａ_２Ｏ_５－アルミナ相の形成をもたらす。好ましくは、Ｔａ_２Ｏ_５は、１６００℃以下、より好ましくは１４００℃以下で、第１のセラミック層内に液相を形成することができる。

【0018】

結果として、上部誘電体層の上面（Ｔａ_２Ｏ_５欠乏相）のＴａ_２Ｏ_５濃度は、第１のセラミック層とメタライズ層との界面のＴａ_２Ｏ_５相（例えば、ガラス）より低いＴａ_２Ｏ_５濃度を有する。好ましくは、第１のセラミック層の上面のＴａ_２Ｏ_５濃度は、メタライズ層と第１のセラミック層との界面のＴａ_２Ｏ_５相のＴａ_２Ｏ_５濃度より、少なくとも２０％、または５０％、または８０％低い。Ｔａ_２Ｏ_５のこの分布は、Ｔａ_２Ｏ_５は大抵のガス環境に反応しないが、フッ素ガスと反応しやすいため有利である。したがって、ガス環境と直接接触する表面は、Ｔａ_２Ｏ_５が少ない。さらに、使用されるセラミック酸化物がアルミナである実施形態では、Ｔａ_２Ｏ_５が、フッ素ガスに対してＴａ_２Ｏ_５単独より高耐食性であり得るアルミナ系ガラスを形成すると考えられる。

【0019】

いくつかの実施形態では、メタライズ層の近傍のタンタル相の断面積（例えば、メタライズ層から最大３０μｍ以下の点でおよそ３００μｍ^２以上（例えば、２０μｍ×１５μｍ）の最小試料断面積）は、上部誘電体層の表面の近傍のタンタル相の断面積（例えば、表面から最大３０μｍ以下の点でおよそ３００μｍ^２以上（例えば、２０μｍ×１５μｍ）の最小試料断面積）の、２０％超、または４０％超、または８０％超、または１００％超、または１５０％超、または２００％超を有する。

【0020】

Ｔａ_２Ｏ_５相は、比較的高い融点および比較的低い蒸気圧を有する。Ｔａ_２Ｏ_５相は、１０００℃以上までの温度で耐食性かつ不揮発性であるだけでなく、第１のセラミック層を通って処理チャンバ中に移動するより揮発性の高い不純物を防ぐ障壁を形成する。したがって、層配置は、半導体の製造においてウエハを汚染しない一方で、高温腐食性環境中で信頼性のある動作を行うことができることの利益を有する。

【0021】

具体的には、イオン注入チャンバなどの非エッチング用途では、Ｔａ_２Ｏ_５が、マグネシアおよびカルシアなどの他のバインダと比較して低い蒸気圧を有するため、酸化タンタルドープアルミナＥＳＣは、はるかに清浄な処理環境を与える。

【0022】

腐食性ガス内での、Ｔａ_２Ｏ_５誘電体上部層を有するＥＳＣの不活性な性質は、ＥＳＣが、従来のＥＳＣと比較して長期間にわたってその機械的健全性を維持することも可能とする。

【0023】

高温焼結中の液体Ｔａ_２Ｏ_５相の形成は、セラミック層とメタライズ層との結合も助け、したがって、ＥＳＣ中の異なる層の剥離を防ぐ。

【0024】

第１のセラミック層の厚さは、典型的には、１０μｍ～１．０ｍｍ、または２０μｍ～５００μｍ、または３０μｍ～４００μｍ、または４０ミクロン～３００μｍ、または５０μｍ～２００μｍであり、第１のセラミック層の特定の用途および組成に応じて、その間の全ての部分範囲および値を含む。第１のセラミック層が、イオン注入プロセスで使用されるＥＳＣの上部誘電体層である場合、誘電体層は、５００Ｖ～２０００Ｖの電圧範囲に耐える必要がある。エッチングまたは堆積プロセスで使用されるＥＳＣでは、誘電体層は、３０００Ｖ～６０００Ｖ、好ましくは１０００Ｖ～３０００Ｖの電圧に耐える必要があり得る。

【0025】

一実施形態では、上部誘電体層は、少なくとも６０Ｖ／μｍ、または少なくとも７０Ｖ／μｍ、または少なくとも８０Ｖ／μｍの破壊電圧を有する。

【0026】

Ａｌ_２Ｏ_３（９９．５重量）－Ｔａ_２Ｏ_５（０．５重量％）誘電体層では、絶縁破壊電圧は、およそ２０００Ｖ／ｍｉｌまたは８０Ｖ／μｍである。安全マージンを加える場合、誘電体層のおおよその厚さは、１０μｍまたは２０μｍ～２００μｍであり得る。本明細書の実施形態の層配置の優れた絶縁破壊強さは、（Ｍｏｒｇａｎ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃｓ、Ｈａｙｗａｒｄ、ＣＡから入手可能な）Ａｌ－９９５（商標）およびＡｌ－９９８（商標）などの従来の高純度誘電体層と比較して、同じ印加電圧で薄い誘電体層の使用を可能とする。

【0027】

第１のセラミック層の密度は、好ましくは、０％の気孔率を有するセラミック材料の理論最大密度の９７％超、より好ましくは９８％超、さらにより好ましくは９９％超である。あるいは、第１のセラミック層のボイド含有率は、好ましくは、３％ｖ／ｖ未満、より好ましくは２％ｖ／ｖ未満、さらにより好ましくは１％ｖ／ｖ未満である。

【0028】

第１のセラミック層の密度は、３．９０ｇ／ｃｍ^３超、または３．９１ｇ／ｃｍ^３超、または３．９２ｇ／ｃｍ^３超、または３．９３ｇ／ｃｍ^３超、または３．９４ｇ／ｃｍ^３超、または３．９５ｇ／ｃｍ^３超であってよい。

【0029】

第２のセラミック層の密度は、好ましくは、第１のセラミック層の密度より低い。第２のセラミック層は、好ましくは少なくとも９５重量％、より好ましくは少なくとも９５重量％の、アルミナ、チタニア、ＺｒＯ_２、Ｙ_２Ｏ_３、ＡｌＮ、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＳｉＣ、またはそれらの組み合わせを含む。

【0030】

第１および第２の層を形成するセラミック材料は、好ましくは約０．５～５μｍ、より好ましくは１～３μｍの平均粒子径を有する。

【0031】

第１および第２のセラミック層は、好ましくは、同じセラミック構成成分を含む。好ましい実施形態では、第１および第２のセラミック層は、アルミナを含む。この実施形態の中では、第２のセラミック層は、好ましくは、高いアルミナ含有量を有する（例えば、Ａｌ－９９８（商標））。より高純度のアルミナは、焼結助剤が実質的にないため、焼結および高密度化するのがより困難である。そのため、第２のセラミック層の密度は、概して第１のセラミック層より低く、したがって、第２のセラミック相に向かってかつ第２のセラミック層の中に、液体Ｔａ_２Ｏ_５相が移動することを容易にする。第２のセラミック相中への液体Ｔａ_２Ｏ_５相の移動は、メタライズ層界面の隣接部のみであり得る（すなわち、第２のセラミック層全体を通して広がらない）。

【0032】

別の実施形態では、第１のセラミック層は、遷移金属酸化物をドープしたアルミナと、０．１重量％または０．５重量％～１０．０重量％の酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）とを含む静電荷散逸性材料を含む。遷移金属酸化物は、好ましくは、第１のセラミック層中のセラミック材料の総重量に基づいて１．０重量％～８．０重量％の範囲（好ましくは、１．５重量％～７．５重量％の範囲、または２．０重量％～７．０重量％の範囲）の量で存在する。この実施形態の中では、遷移金属酸化物をドープしたアルミナは、好ましくは、第１のセラミック層の少なくとも９０重量％を占める。

【0033】

アルミナのドーピングは、参照により本明細書に組み込まれるＵＳ６，６４１，９３９に開示されているように、ドープアルミナの抵抗率の制御を可能とする。

【0034】

遷移金属酸化物は、Ｒｅ、Ｔｉ、Ｖ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｎｉ、ＭｏおよびＮｂの酸化物からなる群から選択されてよい。遷移金属酸化物は、好ましくはチタニアである。

【0035】

粒界相の連続性およびＴａ_２Ｏ_５－チタン酸液相の濡れ角は、ドープアルミナの抵抗率を制御すると考えられる。１６００℃以下の同時焼成温度でＴａ_２Ｏ_５－チタン酸液相を形成するために、高純度アルミナと比較して多くの量のＴａ_２Ｏ_５を、チタニアドープアルミナに加える必要があった（例えば、２．０重量％～１０重量％の範囲のＴａ_２Ｏ_５）。

【0036】

遷移金属酸化物ドープアルミナの第１のセラミック層を含む実施形態では、第１のセラミック層は、好ましくは、少なくとも２０Ｖ／μｍ、または少なくとも３０Ｖ／μｍ、または少なくとも４０Ｖ／μｍの破壊電圧を有する。

【0037】

第２の態様では、第１の態様の層状配置を含む静電チャックが提供される。

【0038】

第３の態様では、
Ａ．第１または第２のセラミック層を形成して、グリーン状態のベース層を作り出す工程、
Ｂ．メタライズ層をベース層に塗布する工程、
Ｃ．第１または第２のセラミック層をメタライズ層の上に配置して、グリーン状態の上部層を形成する工程であって、前述の第１のセラミック層は、同時焼成状態では、
少なくとも９０重量％の、アルミナ、チタニア、ＺｒＯ_２、Ｙ_２Ｏ_３、ＡｌＮ、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＳｉＣ、遷移金属酸化物、またはそれらの組み合わせと、第１のセラミック層を、第１のセラミック層の理論密度の少なくとも９７％、または９８％、または９８．５％、または９９．０％に高密度化するのに十分な酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）とを含み、酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）は、好ましくは０．１～１０．０重量％の範囲である、工程、
Ｄ．層を十分な温度および時間で同時焼成して液体Ｔａ_２Ｏ_５相を形成する工程
を含む、静電チャック用層配置の製造方法が提供され、
液体Ｔａ_２Ｏ_５相は、第１のセラミック層、メタライズ層、および第２のセラミック層の間の界面に向かって移動する。

【0039】

第４の態様では、
Ａ．グリーン状態の第１の材料を含むベース層を形成する工程、
Ｂ．高融点メタライズ形成材料をベース層に塗布してメタライズ層を形成する工程、
Ｃ．グリーン状態の第２の材料を含む上部層をメタライズ層の上に配置する工程、
Ｄ．ベース層、メタライズ層、および上部層を十分な温度および時間で同時焼成して液体Ｔａ_２Ｏ_５相を形成する工程
を含む、静電チャック用層配置の製造方法が提供され、
液体Ｔａ_２Ｏ_５相は、上部層、メタライズ層、およびベース層の間の界面に向かって移動し、
同時焼成状態では、上部層は、少なくとも９０．０重量％の、アルミナ、チタニア、ＺｒＯ_２、Ｙ_２Ｏ_３、ＡｌＮ、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＳｉＣ、またはそれらの組み合わせと、０．１～１０．０重量％の範囲の酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）とを含む第１のセラミック材料を含む。

【0040】

層配置を形成する他の方法が可能であり、例えば、層をともに結合するのに、同時焼成ではなく接着剤を使用する。しかしながら、同時焼成は、上部層の表面からメタライズ層へのＴａ_２Ｏ_５濃度勾配を促進し、それにより、
・メタライズ層またはその近傍に、誘電体層の表面に向かう揮発性不純物の移動を防ぐ障壁を作り出し、
・誘電体層とメタライズ層との間に結合層を作り出して、誘電体層とメタライズ層との剥離を防ぎ、
・実質的に揮発性不純物がなく、イオン注入チャンバなどの雰囲気が重要な環境中で動作することができる、不活性誘電体層表面を提供する
ため、一般に好ましい。

【0041】

好ましくは、第２のセラミック層はベース層であり、第１のセラミック層は上部層である。

【0042】

さらなる層（例えば、ヒータ層）が、同時焼成の前に配置に加えられてよい。さらなる層は、好ましくはベース層に加えられ、それにより、第１のセラミック層を上部層として維持する。

【0043】

メタライズ層と隣接するセラミック層との界面は、部分的には、熱膨張および／またはボイド形成のミスマッチのため、剥離およびボイド形成を起こしやすい。第１のセラミック層中の液体Ｔａ_２Ｏ_５相は、メタライズ層界面に向かって移動して、メタライズ層と隣接するセラミック層との間により強固な結合を形成する。

【0044】

典型的には、第１のセラミック層を、第１のセラミック層の理論最大密度の９７．０重量％超に高密度化する温度および時間は、液体Ｔａ_２Ｏ_５相がメタライズ層の付着を改善するのに十分である。しかしながら、同時焼成条件を長時間（例えば、１時間超または２時間超）維持することは、さらなる好影響を与え得る。延長された同時焼成時間は、Ｔａ_２Ｏ_５相の移動のため、グリーン状態の表面と比較して、Ｔａ_２Ｏ_５のレベルが低下した第１のセラミック層の表面ももたらし得る。表面層中のより低レベルの（例えば、グリーン状態の表面と比較して１０％、または２０％、または５０％低い）Ｔａ_２Ｏ_５は、塩素（Ｃｌ_２およびＢＣｌ_３）ガス環境、またはさらにはフッ素ガス環境中での用途に適した表面をもたらす。

【0045】

好ましくは、高密度化プロセス中、第２のセラミック層の密度は、第１のセラミック層の密度より低く、これは第２のセラミック相中および層境界の周りのより高いボイド含有率が、第２のセラミック層に向かう液体Ｔａ_２Ｏ_５相の移動を促進するためである。

【0046】

第１および第２のセラミック層は、乾式プレスまたはテープキャスティングを含む、任意の好適な技術によって形成されてよい。一実施形態では、第２の層は、乾式プレスによって形成され、第１の層は、テープキャスティングされる。そのようなプロセスの詳細は、参照により本明細書に組み込まれるＵＳ２０１７００５７８８０に提供されている。テープキャスティングは、好ましくは、誘電体層が、２００μｍ未満、より好ましくは１００μｍ未満の厚さを有する場合に使用される。

【0047】

第２のセラミックグリーン層の厚さは、主にその特定の用途に依存して幅広く変動し得る。しかしながら、一般にその厚さは、約０．１ｍｍ～約５ｍｍの範囲である。好ましくは、セラミックグリーン層は、均一または少なくとも実質的に均一な厚さのものである。

【0048】

メタライズ
メタライズ層は、高融点メタライズ形成材料を含み得、すなわち、同時焼成中に、高融点メタライズ形成材料は、導電性高融点金属相を基板上に形成する。一般に、メタライズ形成材料は、当該技術分野で知られており、市販されている。メタライズ形成材料は、好ましくは、同時焼成温度より著しく低い融点（例えば、５０℃または１００℃未満）を有する。メタライズ材料は、好ましくは、白金、パラジウム、タングステン、モリブデン、ニオブ、タンタル、およびそれらの合金からなる群から選択される金属である。

【0049】

通常、メタライズ形成材料は、有機バインダおよび溶媒中に懸濁した高融点金属粒子を含むペーストまたはインクの形態である。メタライズ材料は、基板への金属の付着をさらに支援するいくらかのガラス形成成分（例えば、ＳｉＯ_２、ＭｇＣＯ_３、カオリン）も含有し得る。しかしながら、形成される液体Ｔａ_２Ｏ_５相が基板へのメタライズ層の付着を改善し得るため、そのような添加は任意選択である。

【0050】

一般に、高融点金属粒子は、約０．１ミクロン～約２０ミクロンの範囲の大きさである。
高融点金属は、その粒子が、本焼結性セラミック組成物の焼結中にともに焼結されて連続導電相を生成することができる、任意の金属であり得る。高融点金属は、セラミック組成物の焼結中に固体でなければならず、好ましくは、タングステンまたはモリブデンである。

【0051】

メタライズ材料を、多くの従来技術によってセラミック層と接触させることができる。一般に、メタライズ材料は、セラミック層の上および／または中に、予め選択された静電チャック電極パターンで堆積または印刷される。通常、メタライズ材料は、セラミック層上にスクリーン印刷される。

【0052】

作製
多層セラミック基板を有するモノリス体の作製では、複数のセラミックグリーン層が作製され、メタライズ材料は、それらの全てではないとしてもほとんどに、予め選択されたパターンで接触または印刷される。ビアまたは貫通孔が、層の相間接続のために必要に応じてシートに開けられてよく、通常ペースト状のメタライズ材料で充填されてよい。次いで、シートは、一般にサンドイッチを形成する予め選択された方法で、ともに積み重ねられ、すなわち、互いに重ね合わされる。スタックは、圧力下、および主にその特定の組成物によって決定可能であるが、通常約１００℃より低い温度下で積層されて積層構造を形成し得、次いでそれが同時焼成される。

【0053】

メタライズ塗料を塗布した後、静水圧プレスが使用されて、グリーンテープおよび／または乾式プレスグリーンシートの複数の層が組み立てられ得る。典型的な圧力は、約１０３ＭＰａ（１５ｋｐｓｉ）までであるが、より高い圧力が、必要に応じて使用されてよい。静水圧プレスは、テープ間の良好な積層を生成するだけでなく、焼成中の多層テープ構造の均一な収縮も確実にする。

【0054】

焼成された積層組立体が静電チャックとして使用される場合、同時焼成セラミック部品の外部表面または面は、基板ウエハと誘電体層の支持表面との間に最大表面積の接触があるように、実質的に平坦であることが必要であろう。同時焼成セラミック部品の平坦性を提供するために、層状配置を平坦に焼成する方法は、
ａ）少なくとも１つの実質的に平坦な表面を有する絶縁セッター上に層状配置を支持する工程、
ｂ）層状配置が、絶縁セッターの実質的に平坦な表面と絶縁重りとの間にあるように、少なくとも１つの実質的に平坦な表面を有する絶縁重りを層状配置上に設置するかまたは組み立てる工程
を含む。

【0055】

工程（ａ）および（ｂ）は、次いで、不活性ガス環境（例えば、Ｎ_２）または還元ガス環境（例えば、Ｈ_２）で焼結温度に焼成される。好ましくは、物品に隣接するセッターおよび／または重りの少なくとも１つの表面は、実質的に平坦に機械加工される。グリーン物品と接触するセッターおよび／もしくは重りの少なくとも１つの面を実質的に平坦に機械加工することによって、グリーン層状配置は、その平坦性を維持するか、または焼成中にセッターおよび／もしくは重りの表面の平坦性を取り込むことになる。例えば、後者の場合、グリーン層状配置は、乾式プレスまたは静水圧プレスまたはさらには取り扱いなどのその形成プロセスの結果として、完全に平坦ではないか、または不完全さを有し、セッターおよび重りの実質的に平坦な表面間でグリーン層状配置を焼成することによって、重りが加える圧力は、層状配置に、セッターおよび／または重りの平坦な表面の平坦性を実質的に取り込ませる。

【0056】

本構造は、好ましくは、同時焼成されて、約５ミクロン超のボイドのない焼結セラミック基板、および高融点金属の付着性導電相で構成される焼結構造を生成する。

【0057】

焼結中、第１のセラミック層は、好ましくは、所望の密度のセラミック基板を生成するためのＴａ_２Ｏ_５液相を含む。好ましくは、Ｔａ_２Ｏ_５液相は、焼結金属粒子を隣接するセラミック層に結合する。焼結中、セラミックの焼結を可能とする液相の一部は、毛細管現象によって焼結する高融点金属粒子間の隙間に移動し、基板への高融点金属相の付着を支援する、高融点金属の連続相と混ざった相、通常はガラス相をもたらす。焼結温度は、主に特定のセラミック組成物に依存して幅広く変動し得るが、一般に１３００℃超であり、通常約１３５０℃～約２１００℃の範囲である。例えば、焼結性液相Ｔａ_２Ｏ_５－アルミナ組成物では、約１５００℃～約１６００℃の焼結温度が典型的である。

【0058】

静電チャックを形成する構成要素の処理についてのさらなる詳細は、参照により本明細書に組み込まれるＵＳ２０１７００５７８８０に見られ得る。

【0059】

タンタルは、便宜上、酸化物形態（Ｔａ_２Ｏ_５）として表され、タンタルは他の形態で存在し得ることが理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0060】

【図1】静電チャックを形成する層配置の分解図である（正確な縮尺ではない）。

【図2】実施形態による第１のセラミック層（上）、メタライズ層、および第２のセラミック層のＳＥＭ画像である。

【図3】図２の拡大ＳＥＭ画像である。

【図4】腐食試験後のＡｌ_２Ｏ_３－Ｔａ_２Ｏ_５組成物の重量減少（×１０^－４ｇ／ｃｍ^２）のグラフである。

【図5】腐食試験後のＡｌ_２Ｏ_３－Ｔａ_２Ｏ_５組成物の曲げ強さ（ＭＰａ）である。

【図6】層配置の断面のＳＥＭ画像である。

【図7】誘電体層の上部の断面のＳＥＭ画像である。

【図8】誘電体層の中間部の断面のＳＥＭ画像である。

【図9】誘電体層の底部の断面のＳＥＭ画像である。

【図10】誘電体層中のタンタル相の存在を強調したＳＥＭ画像およびＥＤＳスペクトルである。

【図11a】デジタル画像ソフトウェアで処理された図９のＳＥＭ画像の一部である。

【図11b】デジタル画像ソフトウェアで処理された図９のＳＥＭ画像の一部である。

【図11c】デジタル画像ソフトウェアで処理された図９のＳＥＭ画像の一部である。

【発明を実施するための形態】

【0061】

好ましい実施形態の詳細な説明
図１を参照すると、乾式プレスから形成された上面２２を有する厚さ１５０μｍの上部誘電体層２０、モリブデン系塗料組成物を含む電極相３０（２０μｍ）、厚さ約５０μｍの乾式プレス絶縁層４０、モリブデン系塗料組成物を含むヒータ層（２０μｍ）５０、および厚さ１５０μｍのベース層を含む、直径３００ｍｍの静電チャック１０がある。

【0062】

誘電体層２０、絶縁層４０、およびベース層６０の各々は、高純度アルミナを含んだ。誘電体層２０は、９９．５重量％のＡｌ_２Ｏ_３、０．５重量％のＴａ_２Ｏ_５、および微量レベルの不純物を含んだ。薄い絶縁層４０およびベース層６０の両方は、９９．８重量％のＡｌ_２Ｏ_３（Ａｌ－９９８（商標））の公称純度を有するアルミナ粉末から形成された。他の好適なアルミナ粉末としては、Ａｌ－９９５（商標）が挙げられる。高純度アルミナは、アルミナ配合物（Ａｌ－９９８（商標）、ＡＬ－９９５（商標）、およびＥ－１構成物）の主成分を形成し、アルミナ粒子は、～１．２μｍの平均粒子径、～３．５ｍ^２／ｇの表面積を有する。

【0063】

セラミック層は、ＵＳ２０１７００５７８８０の段落５７～６２に記載されているように、噴霧乾燥アルミナ、バインダ、分散剤、および他の添加剤を使用して乾式プレスされた。

【0064】

図２を参照すると、同時焼成層配置１０は、その中に分布した小さなボイドを含有する誘電体層２０を含む。誘電体層２０の上部７０は、誘電体層２０とメタライズ層３０との間の界面領域８０に比べてＴａ_２Ｏ_５の割合が低いと予想される。メタライズ層は、焼結金属粒子およびガラス相を含み、そのいくらかは、メタライズ組成物の一部であったものであり得、いくらかは、誘電体層の中のＴａ_２Ｏ_５に由来したものであり得る。絶縁層４０は、誘電体層３０と比較して高い割合でボイドを含む。

【0065】

界面領域８０の拡大画像は、誘電体層２０のバルクと比較して高い割合のこの領域中のボイドを示す。

【0066】

例：
試料
試料Ｅ－１は、９９．５重量％のＡｌ_２Ｏ_３、および０．５重量％のＴａ_２Ｏ_５の組成を有する。他の不純物は、０．１重量％未満である。Ｔａ_２Ｏ_５は、１．０μｍ未満の平均粒子径を有し、（Ａｌ_２Ｏ_３と比較して）小さい粒子径分布は、Ａｌ_２Ｏ_３中のＴａ_２Ｏ_５の均一な分散を支援する。Ｅ－１は、３．９６ｇ／ｃｍ^３の密度を有する。

【0067】

試料ＣＥ－１は、Ｍｏｒｇａｎ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃｓ（Ｈａｙｗａｒｄ、ＣＡ）から入手可能なＡｌ－９９５（商標）であり、９９．５重量％のＡｌ_２Ｏ_３、およびガラス形成材料を含む０．５重量％の他の材料（Ｔａ_２Ｏ_５を除く）の組成を有する。ＣＥ－１は、３．９１ｇ／ｃｍ^３の密度を有する。試料（Ｅ－１およびＣＥ－１）は、室温で１５Ｋｐｓｉの圧力下で積層され、次いで、１５７５℃で２時間、Ｈ_２中で同時焼成された。

【0068】

試料Ｅ－２は、２．０重量％のＴｉＯ_２、４．０重量％のＴａ_２Ｏ_５、０．１重量％未満の他の不純物、および残部Ａｌ_２Ｏ_３の組成を有する。Ｅ－２は、３．９６ｇ／ｃｍ^３の密度を有する。

【0069】

試料ＣＥ－２は、エネルギー分散型Ｘ線分光（ＥＤＳ）分析で、ＴｉＯ_２、ＭｇＯ、ＣａＯおよびＳｉＯ_２の微量成分とともに主成分Ａｌ_２Ｏ_３の存在を確認した、市販の組成物である。ＣＥ－２は、３．８５ｇ／ｃｍ^３の密度を有する。

【0070】

試料（Ｅ－２およびＣＥ－２）は、室温で１５Ｋｐｓｉの圧力下で積層され、次いで、１６００℃で２時間、Ｈ_２中で同時焼成された。

【0071】

耐食性および曲げ強さ
重量および曲げ強さが既知であり、１５．５ｃｍ^２の平均試料表面積を各々有するＣＥ－１およびＥ－１の試料を、各々濃度２０％ｖ／ｖの塩酸、硫酸、硝酸、または水酸化カリウムの水溶液１５０ｍｌとともに、９０℃で１１週間、テフロン（登録商標）試験容器に入れた。次いで、試料を再秤量し、曲げ強さを再試験し、平均結果を図４および図５に提供した。

【0072】

結果は、試料ＣＥ－１（アルミナ－ＭｇＯ－シリカ）と比較して、試料Ｅ－１（アルミナ－Ｔａ_２Ｏ_５）の耐食性および曲げ強さが改善されたことを実証する。

【0073】

誘電特性
試料Ｅ－１
ＡＳＴＭ Ｄ１４９に従って、室温で破壊電圧を決定した。結果（表１）は、Ａｌ_２Ｏ_３－Ｔａ_２Ｏ_５誘電体層が、従来の高純度アルミナ誘電体層と比較して２倍をはるかに超える破壊電圧を有し、それにより、より薄い誘電体層の使用を可能とすることを示す。

【0074】

【表1】

【0075】

試料ＣＥ－１は、室温で８００Ｖ／ｍｉｌの絶縁破壊電圧が報告されている。

【0076】

破壊電圧を、Ｅ－１およびＣＥ－１と同じ条件下で処理した、９９．８重量％のアルミナ（Ｍｏｒｇａｎ Ａｄｖａｎｃｅｄ ＣｅｒａｍｉｃｓからのＡｌ９９８（商標））を含む上部誘電体層を含むＥＳＣでも決定した。密度は３．９２ｇ／ｃｍ^３であり、破壊電圧は、５６９～９４３Ｖ／ｍｉｌの間で変動し、平均７４１Ｖ／ｍｉｌであった。

【0077】

【表2】

【0078】

ＣＥ－２の破壊電圧は、１１Ｖ／μｍであった。

【0079】

Ｅ－２の体積抵抗率は、ＣＥ－２の１×１０^－１１Ωｃｍに対して、２×１０^－１１Ωｃｍであった。

【0080】

本明細書の層配置は、先行技術（例えば、ＵＳ６，６４１，９３９）の従来の静電荷散逸性材料と比較して、高い破壊電圧（表２）、耐食性、および密度を提供することができる。

【0081】

第１のセラミック層の高密度化
試料を、焼結温度および時間を調節したことを除いて前述のように処理した。第１のセラミック層の密度は、温度および焼結温度に維持された期間の影響を受けた。表３に示すように、焼結温度および時間の組み合わせは、高密度化プロセスに影響を与える。焼結温度が十分に高い場合、時間は、液相のボイド空間への浸透の制限要因であり得、高密度化を図り得る。

【0082】

【表3】

【0083】

第１のセラミック層中のタンタルの分布
図６～９を参照すると、Ｔａ_２Ｏ_５の濃度が、表面の近傍の断面領域の上部誘電体１７０（試料（Ａ））、誘電体層の中間部の断面領域１２０（試料（Ｂ））、およびメタライズ層１３０の近傍の、誘電体層の底部の断面領域１８０（試料（Ｃ））において決定された。実質的な量のＴａ_２Ｏ_５は、第２のセラミック層１４０中に見られなかったが、それは、金属静電チャック電極パターン１３０によって分離されているのではなく、第１および第２のセラミック層が界面接続する場所に存在しやすい場合がある。

【0084】

誘電体層の構成要素の断面表面積を、画像処理ソフトウェアツールであるＩｍａｇｅＪ（商標）を使用して決定した。（黒色として識別される）画像中のボイド空間およびアーチファクトを、総断面積から除いた。次いで、試料Ｂのタンタル相の検証（図１０）に示すような、対応するＥＤＳスペクトルから検証された組成とともに、タンタル部分のトーンに基づく閾値を使用して、グラフィックデータをバイナリ形式（白色－タンタル部分、黒色－他）に変換した。次いで、白色画素に対する黒色画素の割合を使用して、誘電体層の上部（Ａ）、中間部（Ｂ）、および底部（Ｃ）のタンタル部分の断面積の割合を計算した。

【0085】

試料（Ｃ）の画像解析プロセスが図１１ａ～ｃに示され、試料画像領域（図１１ａ）は、最初に、ボイドおよびアーチファクトを除去するようにスクリーニングされ（図１１ｂ）、次いで、画像処理ツールを使用して、（図１１ｂで識別されたボイドおよびアーチファクト領域を除く）残りの領域に対して識別された（図１１ｃ）タンタル相の断面積（白色）を特定する。同じ処理工程を、試料（Ａ）および（Ｂ）のタンタル相の断面積の計算に使用した。

【0086】

（Ｃ）ではメタライズ層から最大３０μｍ以下の点、および（Ａ）では誘電体層表面から最大３０μｍ以下の点で、およそ３１２μｍ^２（２６μｍ×１２μｍ）の試料断面積を使用して、誘電体層の上部（Ａ）、中間部（Ｂ）、および底部（Ｃ）を解析し、ＥＤＳ分析を使用して結果を表４に示した。表４に示すように、（試料の総有効面積、すなわち、総試料面積からボイドおよびアーチファクトが占める試料面積を差し引いたものに対する）タンタルの割合は、誘電体層の底部（Ｃ）で最高であり、タンタルの割合は、誘電体層の上部（Ａ）に向かって徐々に減少した。これは、試料領域Ａ（図７）、試料領域Ｂ（図８）、および試料領域Ｃ（図９）のＳＥＭ画像で参照され、メタライズ層１３０の上の図９では、Ｔａ_２Ｏ_５相（斑点状の白色相）がかなり多い。

【0087】

【表4】

【0088】

本明細書全体を通して、「一実施形態」、「ある実施形態」、「様々な実施形態」、「１つ以上の実施形態」、または「実施形態」への言及は、実施形態に関連して記載された特定の特徴、構造、材料、または特性が、開示の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書全体を通して様々な場所での「１つ以上の実施形態では」、「ある実施形態では」、「様々な実施形態では」、「一実施形態では」、または「実施形態では」などの語句の出現は、開示の同じ実施形態に必ずしも言及していない。さらに、特定の特徴、構造、材料、または特性は、１つ以上の実施形態において任意の好適な方法で組み合わされ得る。

【0089】

本明細書の開示は、特定の実施形態に関する説明を提供したが、これらの実施形態は、開示の原理および用途の単なる例示にすぎないことが理解されるべきである。様々な修正および変形を、その趣旨および範囲を逸脱することなく本開示に行うことができることが当業者には明らかであろう。したがって、本開示は、添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物の範囲内にある修正および変形を含めることが意図されている。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11a】

【図11b】

【図11c】