JP2002141402A - 静電チャック - Google Patents
静電チャックInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 絶縁層と電極との熱膨張差の小さい、絶縁層
と電極との間に剥離の生じない、電極同士が短絡した
り、絶縁層が絶縁破壊に至らない、絶縁層のポアの少な
い静電チャックを提供する。 【解決手段】 電極表面に絶縁層が被覆された静電チャ
ックにおいて、該電極が、アルミニウムまたはアルミニ
ウム合金に炭化けい素粉末を複合させた金属−セラミッ
クス複合材料からなり、該絶縁層が、セラミックス板か
らなり、かつそのセラミックス板が電極表面にロウ付け
で接合されて被覆されていることした静電チャック。
と電極との間に剥離の生じない、電極同士が短絡した
り、絶縁層が絶縁破壊に至らない、絶縁層のポアの少な
い静電チャックを提供する。 【解決手段】 電極表面に絶縁層が被覆された静電チャ
ックにおいて、該電極が、アルミニウムまたはアルミニ
ウム合金に炭化けい素粉末を複合させた金属−セラミッ
クス複合材料からなり、該絶縁層が、セラミックス板か
らなり、かつそのセラミックス板が電極表面にロウ付け
で接合されて被覆されていることした静電チャック。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、静電チャックに関
し、特にその電極材料が金属−セラミックス複合材料か
らなる静電チャックに関する。
し、特にその電極材料が金属−セラミックス複合材料か
らなる静電チャックに関する。
【０００２】
【従来の技術】静電チャックは、半導体製造装置などの
部品として最近広く使われるようになった。その理由
は、機械的なチャッキングや真空チャックに比べ、発塵
が少ない、真空中でも使えるなどのメリットが認められ
てきたためである。
部品として最近広く使われるようになった。その理由
は、機械的なチャッキングや真空チャックに比べ、発塵
が少ない、真空中でも使えるなどのメリットが認められ
てきたためである。
【０００３】この静電チャックは、セラミックスで作製
された絶縁層下部に電極を配したものや、セラミックス
の作製が極めて高価なため、安価なものとしてアルミニ
ウム合金などの金属を電極とし、その表面にＡｌ2Ｏ3溶
射膜などの絶縁膜を被覆したものが使われている。
された絶縁層下部に電極を配したものや、セラミックス
の作製が極めて高価なため、安価なものとしてアルミニ
ウム合金などの金属を電極とし、その表面にＡｌ2Ｏ3溶
射膜などの絶縁膜を被覆したものが使われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記セ
ラミックスで作製された絶縁層下部に電極を配した静電
チャックでは、その静電チャックが大型になると絶縁層
と電極とをエポキシ系接着剤、もしくはシリコン系等の
接着剤で接着して作製されているので、接着面積が大面
積であるがために、高温で用いると絶縁層と電極との熱
膨張差により絶縁層が反ったり、破損するという問題が
あった。また、接着剤が１５０℃で炭化するため、接着
の効果が低下して剥離したり、あるいは双曲型の静電チ
ャックの場合には、炭化部分が導通して電極間同士が短
絡するという問題もあった。
ラミックスで作製された絶縁層下部に電極を配した静電
チャックでは、その静電チャックが大型になると絶縁層
と電極とをエポキシ系接着剤、もしくはシリコン系等の
接着剤で接着して作製されているので、接着面積が大面
積であるがために、高温で用いると絶縁層と電極との熱
膨張差により絶縁層が反ったり、破損するという問題が
あった。また、接着剤が１５０℃で炭化するため、接着
の効果が低下して剥離したり、あるいは双曲型の静電チ
ャックの場合には、炭化部分が導通して電極間同士が短
絡するという問題もあった。
【０００５】一方、上記電極の表面にＡｌ2Ｏ3などの溶
射膜で被覆した静電チャックでは、その静電チャックが
大型になると溶射膜の欠点であるポアの発生がさらに多
くなり、そのポアが原因となって発塵が多くなるという
問題があった。また、前記したポアが原因して、あるい
は高温で使用すると溶射膜に亀裂や剥離が生じることが
原因して、対極の電極と導通し短絡して絶縁層が絶縁破
壊に至るという問題もあった。
射膜で被覆した静電チャックでは、その静電チャックが
大型になると溶射膜の欠点であるポアの発生がさらに多
くなり、そのポアが原因となって発塵が多くなるという
問題があった。また、前記したポアが原因して、あるい
は高温で使用すると溶射膜に亀裂や剥離が生じることが
原因して、対極の電極と導通し短絡して絶縁層が絶縁破
壊に至るという問題もあった。
【０００６】本発明は、上述した静電チャックが有する
課題に鑑みなされたものであって、その目的は、絶縁層
と電極との熱膨張差の小さい、絶縁層と電極との間に剥
離の生じない、電極同士が短絡したり、絶縁層が絶縁破
壊に至らない、絶縁層のポアの少ない静電チャックを提
供することにある。
課題に鑑みなされたものであって、その目的は、絶縁層
と電極との熱膨張差の小さい、絶縁層と電極との間に剥
離の生じない、電極同士が短絡したり、絶縁層が絶縁破
壊に至らない、絶縁層のポアの少ない静電チャックを提
供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成するため鋭意研究した結果、電極に金属に代えて
金属−セラミックス複合材料を用い、その複合材料の上
面に絶縁層であるセラミックス板をロウ材で接合すれ
ば、絶縁層と電極との熱膨張差の小さい、絶縁層と電極
との間に剥離の生じない、電極同士が短絡したり、絶縁
層が絶縁破壊に至らない、絶縁層のポアの少ない静電チ
ャックが得られるとの知見を得て本発明を完成するに至
った。
を達成するため鋭意研究した結果、電極に金属に代えて
金属−セラミックス複合材料を用い、その複合材料の上
面に絶縁層であるセラミックス板をロウ材で接合すれ
ば、絶縁層と電極との熱膨張差の小さい、絶縁層と電極
との間に剥離の生じない、電極同士が短絡したり、絶縁
層が絶縁破壊に至らない、絶縁層のポアの少ない静電チ
ャックが得られるとの知見を得て本発明を完成するに至
った。
【０００８】即ち本発明は、（１）電極表面に絶縁層が
被覆された静電チャックにおいて、該電極が、アルミニ
ウムまたはアルミニウム合金に炭化けい素粉末を複合さ
せた金属−セラミックス複合材料からなり、該絶縁層
が、セラミックス板からなり、かつそのセラミックス板
が電極表面にロウ付けで接合されて被覆されていること
を特徴とする静電チャック（請求項１）とし、（２）前
記複合材料中の炭化けい素粉末の含有率が、３０〜８０
体積％であることを特徴とする請求項１記載の静電チャ
ック（請求項２）とし、（３）前記複合材料が、炭化け
い素粉末に無機バインダーを加えて成形し、それを焼成
してプリフォームを形成し、そのプリフォームにアルミ
ニウムまたはアルミニウム合金を７００〜１０００℃の
温度で非加圧で浸透させることにより作製された複合材
料であることを特徴とする請求項１または２記載の静電
チャック（請求項３）とし、（４）前記複合材料が、炭
化けい素粉末を型枠に充填し、その充填粉末にアルミニ
ウムまたはアルミニウム合金を７００〜１０００℃の温
度で非加圧で浸透させることにより作製された複合材料
であることを特徴とする請求項１または２記載の静電チ
ャック（請求項４）とし、（５）前記複合材料中の炭化
けい素粉末の平均粒径が、１〜１００μｍであることを
特徴とする請求項１乃至４記載の静電チャック（請求項
５）とし、（６）前記複合材料中のアルミニウムまたは
アルミニウム合金が、Ｓｉ及びＭｇを含むアルミニウム
合金であることを特徴とする請求項１乃至５記載の静電
チャック（請求項６）とし、（７）前記セラミックス板
の体積抵抗率が、１０8〜１０14Ω・ｃｍであることを
特徴とする請求項１乃至６記載の静電チャック（請求項
７）とし、（８）前記セラミックス板の接合方法が、セ
ラミックス板と複合材料との間にアルミニウムまたはア
ルミニウム合金からなるロウ材を充填し、それを窒素雰
囲気中で熱処理する方法であることを特徴とする請求項
１乃至７記載の静電チャック（請求項８）とし、（９）
前記ロウ材中のアルミニウム合金が、Ｍｇを０．１〜５
％含み、Ｓｎを５〜４０％含む合金であることを特徴と
する請求項９記載の静電チャック（請求項９）とするこ
とを要旨とする。
被覆された静電チャックにおいて、該電極が、アルミニ
ウムまたはアルミニウム合金に炭化けい素粉末を複合さ
せた金属−セラミックス複合材料からなり、該絶縁層
が、セラミックス板からなり、かつそのセラミックス板
が電極表面にロウ付けで接合されて被覆されていること
を特徴とする静電チャック（請求項１）とし、（２）前
記複合材料中の炭化けい素粉末の含有率が、３０〜８０
体積％であることを特徴とする請求項１記載の静電チャ
ック（請求項２）とし、（３）前記複合材料が、炭化け
い素粉末に無機バインダーを加えて成形し、それを焼成
してプリフォームを形成し、そのプリフォームにアルミ
ニウムまたはアルミニウム合金を７００〜１０００℃の
温度で非加圧で浸透させることにより作製された複合材
料であることを特徴とする請求項１または２記載の静電
チャック（請求項３）とし、（４）前記複合材料が、炭
化けい素粉末を型枠に充填し、その充填粉末にアルミニ
ウムまたはアルミニウム合金を７００〜１０００℃の温
度で非加圧で浸透させることにより作製された複合材料
であることを特徴とする請求項１または２記載の静電チ
ャック（請求項４）とし、（５）前記複合材料中の炭化
けい素粉末の平均粒径が、１〜１００μｍであることを
特徴とする請求項１乃至４記載の静電チャック（請求項
５）とし、（６）前記複合材料中のアルミニウムまたは
アルミニウム合金が、Ｓｉ及びＭｇを含むアルミニウム
合金であることを特徴とする請求項１乃至５記載の静電
チャック（請求項６）とし、（７）前記セラミックス板
の体積抵抗率が、１０8〜１０14Ω・ｃｍであることを
特徴とする請求項１乃至６記載の静電チャック（請求項
７）とし、（８）前記セラミックス板の接合方法が、セ
ラミックス板と複合材料との間にアルミニウムまたはア
ルミニウム合金からなるロウ材を充填し、それを窒素雰
囲気中で熱処理する方法であることを特徴とする請求項
１乃至７記載の静電チャック（請求項８）とし、（９）
前記ロウ材中のアルミニウム合金が、Ｍｇを０．１〜５
％含み、Ｓｎを５〜４０％含む合金であることを特徴と
する請求項９記載の静電チャック（請求項９）とするこ
とを要旨とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。先ずアルミニウムまたはアルミニウム合金と炭化
けい素（ＳｉＣ）粉末の複合材料を電極としたのは、そ
の複合材料が金属と同様に電導性を有していることは勿
論のこと、ＳｉＣ粉末の含有率を制御することにより熱
膨張係数を制御することができ、絶縁層との熱膨張差を
小さくすることができることによる。一方、絶縁層をセ
ラミックス板としたのは、絶縁層のポアの発生を抑える
ことができることによる。
する。先ずアルミニウムまたはアルミニウム合金と炭化
けい素（ＳｉＣ）粉末の複合材料を電極としたのは、そ
の複合材料が金属と同様に電導性を有していることは勿
論のこと、ＳｉＣ粉末の含有率を制御することにより熱
膨張係数を制御することができ、絶縁層との熱膨張差を
小さくすることができることによる。一方、絶縁層をセ
ラミックス板としたのは、絶縁層のポアの発生を抑える
ことができることによる。
【００１０】そして、その複合材料とセラミックス板と
をロウ材で接合することとしたのは、ロウ材は高温で使
用しても炭化することがないので、炭化して絶縁層と電
極との間に剥離の生じない、あるいは電極同士が短絡し
たりすることがないためであり、さらに、その接合強度
が高いため、接合部が破損したり、剥離したりすること
がないためである。
をロウ材で接合することとしたのは、ロウ材は高温で使
用しても炭化することがないので、炭化して絶縁層と電
極との間に剥離の生じない、あるいは電極同士が短絡し
たりすることがないためであり、さらに、その接合強度
が高いため、接合部が破損したり、剥離したりすること
がないためである。
【００１１】その複合材料中のＳｉＣ粉末の含有率とし
ては、３０〜８０体積％が好ましく、３０体積％より低
いと静電チャックの制振性が悪くなり、８０体積％より
高いとセラミックスに近くなってやはり制振性が悪くな
り、また複合材料の作製にも支障を来たすようになる。
ては、３０〜８０体積％が好ましく、３０体積％より低
いと静電チャックの制振性が悪くなり、８０体積％より
高いとセラミックスに近くなってやはり制振性が悪くな
り、また複合材料の作製にも支障を来たすようになる。
【００１２】その複合材料の作製方法としては、非加圧
浸透法、加圧浸透法、真空鋳造法、高圧鋳造法、粉末冶
金法等いくつかあってどれでも適用できるが、その中で
もＳｉＣ粉末の含有率を広く、かつ高い範囲まで変える
ことができること、ＳｉＣ粉末が均一に分離しているの
で均質な複合材料を作製することができること、加圧装
置が不要なので容易に安価に作製することができるこ
と、また大型品を作製できること、かなり複雑な形状を
ニアネットで作ることができることなどの利点を有する
前記した非加圧浸透法がより好適である。
浸透法、加圧浸透法、真空鋳造法、高圧鋳造法、粉末冶
金法等いくつかあってどれでも適用できるが、その中で
もＳｉＣ粉末の含有率を広く、かつ高い範囲まで変える
ことができること、ＳｉＣ粉末が均一に分離しているの
で均質な複合材料を作製することができること、加圧装
置が不要なので容易に安価に作製することができるこ
と、また大型品を作製できること、かなり複雑な形状を
ニアネットで作ることができることなどの利点を有する
前記した非加圧浸透法がより好適である。
【００１３】具体的には、先ずＳｉＣ粉末で作製すべき
静電チャックの形状、大きさに合わせたプリフォームを
形成し、そのプリフォーム中にアルミニウムまたはアル
ミニウム合金を窒素雰囲気中で７００〜１０００℃の温
度で非加圧で浸透させて作製する方法であり、本発明の
静電チャックは大型品が多く、またＳｉＣ粉末の含有率
が高目の方が制振性に優れるので、この非加圧浸透法で
作製するのが特に好適である。
静電チャックの形状、大きさに合わせたプリフォームを
形成し、そのプリフォーム中にアルミニウムまたはアル
ミニウム合金を窒素雰囲気中で７００〜１０００℃の温
度で非加圧で浸透させて作製する方法であり、本発明の
静電チャックは大型品が多く、またＳｉＣ粉末の含有率
が高目の方が制振性に優れるので、この非加圧浸透法で
作製するのが特に好適である。
【００１４】そのプリフォームの形成方法にはいくつか
あるが、その中でもＳｉＣ粉末に無機バインダーを加え
て成形し、それを焼成して形成する方法は、プリフォー
ムの強度が高く、ハンドリングに問題が少ないのでより
好適であり、一方、ＳｉＣ粉末を型枠に充填し、その充
填粉末をプリフォームとする方法については、セラミッ
クス粉末の高充填率のプリフォームを形成することがで
き難いものの、簡単に形成できるのでこの方法もより好
適である。
あるが、その中でもＳｉＣ粉末に無機バインダーを加え
て成形し、それを焼成して形成する方法は、プリフォー
ムの強度が高く、ハンドリングに問題が少ないのでより
好適であり、一方、ＳｉＣ粉末を型枠に充填し、その充
填粉末をプリフォームとする方法については、セラミッ
クス粉末の高充填率のプリフォームを形成することがで
き難いものの、簡単に形成できるのでこの方法もより好
適である。
【００１５】本発明に用いられるＳｉＣ粉末の細かさと
しては、平均粒径で１〜１００μｍが好ましく、１μｍ
より細かいとアルミニウムまたはアルミニウム合金の浸
透が難しくなり、１００μｍより粗いと複合材料の表面
が平滑になり難い。
しては、平均粒径で１〜１００μｍが好ましく、１μｍ
より細かいとアルミニウムまたはアルミニウム合金の浸
透が難しくなり、１００μｍより粗いと複合材料の表面
が平滑になり難い。
【００１６】また、本発明に用いられるアルミニウムま
たはアルミニウム合金の組成としては、Ｓｉを含むとＡ
ｌとＳｉＣとの反応で生じる有害なＡｌ4Ｃ3の生成を防
止することができ、Ｍｇを含むと溶融したアルミニウム
合金をセラミックス粉末の間隙中に非加圧で浸透させる
ことができるので、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系のアルミニウム
合金がより好適となる。
たはアルミニウム合金の組成としては、Ｓｉを含むとＡ
ｌとＳｉＣとの反応で生じる有害なＡｌ4Ｃ3の生成を防
止することができ、Ｍｇを含むと溶融したアルミニウム
合金をセラミックス粉末の間隙中に非加圧で浸透させる
ことができるので、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系のアルミニウム
合金がより好適となる。
【００１７】一方、本発明に用いられる絶縁層として
は、セラミックス板とした。セラミックス板としたの
は、ポアの発生を極めて少なくすることができるので、
発塵を極力抑えることができること、ポアの発生が少な
いので対極であるプラズマと静電チャックの電極とが導
通して短絡することを抑えることができることなどによ
る。そのセラミックス板の体積抵抗率としては、１０8
〜１０14Ω・ｃｍが好ましく、１０8Ω・ｃｍより低い
とリーク電流が大きくなってウェハの回路破壊が生じ、
１０14Ω・ｃｍより高くなると大きい吸着力が得られな
い。
は、セラミックス板とした。セラミックス板としたの
は、ポアの発生を極めて少なくすることができるので、
発塵を極力抑えることができること、ポアの発生が少な
いので対極であるプラズマと静電チャックの電極とが導
通して短絡することを抑えることができることなどによ
る。そのセラミックス板の体積抵抗率としては、１０8
〜１０14Ω・ｃｍが好ましく、１０8Ω・ｃｍより低い
とリーク電流が大きくなってウェハの回路破壊が生じ、
１０14Ω・ｃｍより高くなると大きい吸着力が得られな
い。
【００１８】そのセラミックス板の接合方法としては、
セラミックス板と電極である複合材料との間にアルミニ
ウムまたはアルミニウム合金からなるロウ材を充填し、
それを窒素雰囲気中で熱処理する方法とした。ロウ材の
種類をアルミニウムまたはアルミニウム合金からなるロ
ウ材としたのは、アルミニウムまたはその合金が展性金
属であるため剥離、反り、ヒビ割れなどが生じにくいた
めである。
セラミックス板と電極である複合材料との間にアルミニ
ウムまたはアルミニウム合金からなるロウ材を充填し、
それを窒素雰囲気中で熱処理する方法とした。ロウ材の
種類をアルミニウムまたはアルミニウム合金からなるロ
ウ材としたのは、アルミニウムまたはその合金が展性金
属であるため剥離、反り、ヒビ割れなどが生じにくいた
めである。
【００１９】その熱処理は、真空中でも構わないが、特
に窒素雰囲気中としたのは、複合材料中のアルミニウム
合金中に含まれているＭｇが窒化され、その窒化物がセ
ラミックス板の表面にも付着し、これに溶融したアルミ
ニウムまたはアルミニウム合金が接するとＡｌＮを形成
しながらアルミニウムまたはアルミニウム合金がセラミ
ックス板の表面に容易に濡れるようになり、セラミック
スとロウ材とが強く接合することができるためである。
その熱処理温度は、ロウ材の固相線温度以上、液相線温
度以下の温度が好ましい。
に窒素雰囲気中としたのは、複合材料中のアルミニウム
合金中に含まれているＭｇが窒化され、その窒化物がセ
ラミックス板の表面にも付着し、これに溶融したアルミ
ニウムまたはアルミニウム合金が接するとＡｌＮを形成
しながらアルミニウムまたはアルミニウム合金がセラミ
ックス板の表面に容易に濡れるようになり、セラミック
スとロウ材とが強く接合することができるためである。
その熱処理温度は、ロウ材の固相線温度以上、液相線温
度以下の温度が好ましい。
【００２０】そのアルミニウムまたはアルミニウム合金
としては、Ｍｇを０．１〜５％含み、Ｓｎを５〜４０％
含むアルミニウム合金が好ましく、Ｍｇが０．１％より
少ないとＭｇの存在が複合材料中のアルミニウム合金中
のＭｇに依存するしかないためＭｇの存在が少なすぎる
場合が生じ、逆に５％より多いとＭｇの蒸気圧により接
合層にボイドが発生する。一方、Ｓｎが５％より少ない
とロウ材が硬くなって接合時の応力を有効に緩和でき
ず、４０％より多いとロウ材の耐熱性が悪くなる。
としては、Ｍｇを０．１〜５％含み、Ｓｎを５〜４０％
含むアルミニウム合金が好ましく、Ｍｇが０．１％より
少ないとＭｇの存在が複合材料中のアルミニウム合金中
のＭｇに依存するしかないためＭｇの存在が少なすぎる
場合が生じ、逆に５％より多いとＭｇの蒸気圧により接
合層にボイドが発生する。一方、Ｓｎが５％より少ない
とロウ材が硬くなって接合時の応力を有効に緩和でき
ず、４０％より多いとロウ材の耐熱性が悪くなる。
【００２１】
【実施例】以下、本発明の実施例を具体的に挙げ、本発
明をより詳細に説明する。
明をより詳細に説明する。
【００２２】（実施例１） （１）静電チャックの作製 強化材として＃１８０（平均粒径６６μｍ）の市販Ｓｉ
Ｃ粉末７０重量部と＃５００（平均粒径２５μｍ）の市
販ＳｉＣ粉末３０重量部を用い、それにバインダーとし
てコロイダルシリカ液をそのシリカ固形分がＳｉＣ粉末
１００重量部に対し２重量部となる量を添加し、それに
消泡剤としてフォーマスタＶＬ（サンノブコ社製）を
０．２重量部、イオン交換水を２４重量部加え、ポット
ミルで１２時間混合した。得られたスラリーをφ３５０
×厚さ２５ｍｍの円板状の成形体が得られるメッシュ付
金型に流し込んでフィルタープレスし、それを脱型した
後、１０００℃で焼成して粉末充填率が６５体積％のプ
リフォームを形成した。
Ｃ粉末７０重量部と＃５００（平均粒径２５μｍ）の市
販ＳｉＣ粉末３０重量部を用い、それにバインダーとし
てコロイダルシリカ液をそのシリカ固形分がＳｉＣ粉末
１００重量部に対し２重量部となる量を添加し、それに
消泡剤としてフォーマスタＶＬ（サンノブコ社製）を
０．２重量部、イオン交換水を２４重量部加え、ポット
ミルで１２時間混合した。得られたスラリーをφ３５０
×厚さ２５ｍｍの円板状の成形体が得られるメッシュ付
金型に流し込んでフィルタープレスし、それを脱型した
後、１０００℃で焼成して粉末充填率が６５体積％のプ
リフォームを形成した。
【００２３】形成したプリフォームとＡｌ−１２Ｓｉ−
３Ｍｇ−２Ｃｕ−３Ｔｉ組成のアルミニウム合金を組み
合わせ、その合金をプリフォーム中に窒素気流中で８２
５℃の温度で６０時間非加圧浸透させた後、冷却してＳ
ｉＣ粉末の含有率が６５体積％の金属−セラミックス複
合材料を作製した。得られた複合材料の表面を表面粗さ
がＲｍａｘで６μｍ以下になるまでダイヤモンド砥石で
研削した後、その上面にＡｌ−３Ｓｉ−１０Ｃｕ−２０
Ｓｎ−１Ｍｇ組成のロウ材を用いて該ロウ材の固相線温
度以上、液相線温度以下の５５０℃の温度で熱処理して
２ｍｍの厚さのジルコニア板（体積抵抗率：２×１０12
Ω・ｃｍ）を接合し静電チャックを作製した。
３Ｍｇ−２Ｃｕ−３Ｔｉ組成のアルミニウム合金を組み
合わせ、その合金をプリフォーム中に窒素気流中で８２
５℃の温度で６０時間非加圧浸透させた後、冷却してＳ
ｉＣ粉末の含有率が６５体積％の金属−セラミックス複
合材料を作製した。得られた複合材料の表面を表面粗さ
がＲｍａｘで６μｍ以下になるまでダイヤモンド砥石で
研削した後、その上面にＡｌ−３Ｓｉ−１０Ｃｕ−２０
Ｓｎ−１Ｍｇ組成のロウ材を用いて該ロウ材の固相線温
度以上、液相線温度以下の５５０℃の温度で熱処理して
２ｍｍの厚さのジルコニア板（体積抵抗率：２×１０12
Ω・ｃｍ）を接合し静電チャックを作製した。
【００２４】（２）評価 得られた静電チャックの材料である複合材料の熱膨張率
係数をＴＭＡ（熱機械的分析装置、セイコー電子工業社
製、型式：ＴＭＡ３００）で調べた。その結果、熱膨張
係数は７×１０-6（℃-1）と絶縁層のジルコニア板
（９．２×１０-6（℃-1））にほぼ近い数値であった。
また、得られた静電チャックに２５℃と３００℃の間の
熱サイクルを１００回繰り返し、静電チャックの電極と
セラミックス板との間に剥離や亀裂がないかを目視で調
べ、反りを三次元測定機（ＭＩＴＳＵＴＯＹＯ社製、型
式：Ｖ６０６）で調べた。その結果、反りや剥離、亀裂
は認められなかった。さらに、スパッタ装置にこの静電
チャックを取り付け、スパッタを１００回実施し、ウェ
ハ上のパーティクルをパーティクルモニター（ＳＩＢＡ
ＴＡ社製、型式：ＧＴ−３２１）で調べ、セラミックス
板からパーティクルが発生するかどうかを調べた。その
結果、パーティクルは認められず、セラミックス板から
の発塵は認められなかった。
係数をＴＭＡ（熱機械的分析装置、セイコー電子工業社
製、型式：ＴＭＡ３００）で調べた。その結果、熱膨張
係数は７×１０-6（℃-1）と絶縁層のジルコニア板
（９．２×１０-6（℃-1））にほぼ近い数値であった。
また、得られた静電チャックに２５℃と３００℃の間の
熱サイクルを１００回繰り返し、静電チャックの電極と
セラミックス板との間に剥離や亀裂がないかを目視で調
べ、反りを三次元測定機（ＭＩＴＳＵＴＯＹＯ社製、型
式：Ｖ６０６）で調べた。その結果、反りや剥離、亀裂
は認められなかった。さらに、スパッタ装置にこの静電
チャックを取り付け、スパッタを１００回実施し、ウェ
ハ上のパーティクルをパーティクルモニター（ＳＩＢＡ
ＴＡ社製、型式：ＧＴ−３２１）で調べ、セラミックス
板からパーティクルが発生するかどうかを調べた。その
結果、パーティクルは認められず、セラミックス板から
の発塵は認められなかった。
【００２５】（実施例２） （１）静電チャックの作製 強化材として＃１８０（平均粒径６６μｍ）の市販Ｓｉ
Ｃ粉末７０重量部と＃５００（平均粒径２５μｍ）の市
販ＳｉＣ粉末３０重量部を用い、それを１２時間ポット
ミルで混合し、その混合粉末をφ２２０×厚さ２５ｍｍ
の円板状の型枠に充填し、５５体積％の粉末充填率を有
するプリフォームを形成した。
Ｃ粉末７０重量部と＃５００（平均粒径２５μｍ）の市
販ＳｉＣ粉末３０重量部を用い、それを１２時間ポット
ミルで混合し、その混合粉末をφ２２０×厚さ２５ｍｍ
の円板状の型枠に充填し、５５体積％の粉末充填率を有
するプリフォームを形成した。
【００２６】形成したプリフォームとＡｌ−１２Ｓｉ−
３Ｍｇ−２Ｃｕ−３Ｔｉ組成のアルミニウム合金を組み
合わせ、その合金をプリフォーム中に窒素気流中で８２
５℃の温度で５０時間非加圧浸透させた後、冷却してＳ
ｉＣ粉末の含有率が５５体積％の金属−セラミックス複
合材料を作製した。得られた複合材料の表面を表面粗さ
がＲｍａｘで６μｍ以下になるまでダイヤモンド砥石で
研削した後、その上面にＡｌ−３Ｓｉ−１０Ｃｕ−２０
Ｓｎ−１Ｍｇ組成のロウ材を用いて該ロウ材の固相線温
度以上、液相線温度以下の５５０℃の温度で熱処理して
２ｍｍの厚さのジルコニア板（体積抵抗率：２×１０12
Ω・ｃｍ）を接合し静電チャックを作製した。
３Ｍｇ−２Ｃｕ−３Ｔｉ組成のアルミニウム合金を組み
合わせ、その合金をプリフォーム中に窒素気流中で８２
５℃の温度で５０時間非加圧浸透させた後、冷却してＳ
ｉＣ粉末の含有率が５５体積％の金属−セラミックス複
合材料を作製した。得られた複合材料の表面を表面粗さ
がＲｍａｘで６μｍ以下になるまでダイヤモンド砥石で
研削した後、その上面にＡｌ−３Ｓｉ−１０Ｃｕ−２０
Ｓｎ−１Ｍｇ組成のロウ材を用いて該ロウ材の固相線温
度以上、液相線温度以下の５５０℃の温度で熱処理して
２ｍｍの厚さのジルコニア板（体積抵抗率：２×１０12
Ω・ｃｍ）を接合し静電チャックを作製した。
【００２７】（２）評価 得られた静電チャックを実施例１と同様に評価した。そ
の結果、複合材料の熱膨張係数は１０×１０-6（℃-1）
と絶縁層のジルコニア板にほぼ同じ数値であった。ま
た、静電チャックに反りや剥離、亀裂は認められなかっ
た。さらに、セラミックス板からの発塵は認められなか
った。
の結果、複合材料の熱膨張係数は１０×１０-6（℃-1）
と絶縁層のジルコニア板にほぼ同じ数値であった。ま
た、静電チャックに反りや剥離、亀裂は認められなかっ
た。さらに、セラミックス板からの発塵は認められなか
った。
【００２８】
【発明の効果】以上の通り、本発明にかかる静電チャッ
クであれば、絶縁層と電極との熱膨張係数を合わせるこ
とのできる熱膨張差の小さい静電チャックとすることが
できるようになった。このことにより、高温で用いて
も、絶縁層と電極との熱膨張差により絶縁層が反った
り、破損することのない静電チャックとすることできる
ようになり、しかも絶縁層がセラミックス板からなるの
で、ポアの発生が少なく、発塵の少ない、また対極の電
極と短絡しない静電チャックとすることができるように
なった。これで半導体及びフラットパネルディスプレイ
製造装置の分野での使用が今後大いに期待できるように
なった。
クであれば、絶縁層と電極との熱膨張係数を合わせるこ
とのできる熱膨張差の小さい静電チャックとすることが
できるようになった。このことにより、高温で用いて
も、絶縁層と電極との熱膨張差により絶縁層が反った
り、破損することのない静電チャックとすることできる
ようになり、しかも絶縁層がセラミックス板からなるの
で、ポアの発生が少なく、発塵の少ない、また対極の電
極と短絡しない静電チャックとすることができるように
なった。これで半導体及びフラットパネルディスプレイ
製造装置の分野での使用が今後大いに期待できるように
なった。
Claims (9)
- 【請求項１】 電極表面に絶縁層が被覆された静電チャ
ックにおいて、該電極が、アルミニウムまたはアルミニ
ウム合金に炭化けい素粉末を複合させた金属−セラミッ
クス複合材料からなり、該絶縁層が、セラミックス板か
らなり、かつそのセラミックス板が電極表面にロウ付け
で接合されて被覆されていることを特徴とする静電チャ
ック。 - 【請求項２】 前記複合材料中の炭化けい素粉末の含有
率が、３０〜８０体積％であることを特徴とする請求項
１記載の静電チャック。 - 【請求項３】 前記複合材料が、炭化けい素粉末に無機
バインダーを加えて成形し、それを焼成してプリフォー
ムを形成し、そのプリフォームにアルミニウムまたはア
ルミニウム合金を７００〜１０００℃の温度で非加圧で
浸透させることにより作製された複合材料であることを
特徴とする請求項１または２記載の静電チャック。 - 【請求項４】 前記複合材料が、炭化けい素粉末を型枠
に充填し、その充填粉末にアルミニウムまたはアルミニ
ウム合金を７００〜１０００℃の温度で非加圧で浸透さ
せることにより作製された複合材料であることを特徴と
する請求項１または２記載の静電チャック。 - 【請求項５】 前記複合材料中の炭化けい素粉末の平均
粒径が、１〜１００μｍであることを特徴とする請求項
１乃至４記載の静電チャック。 - 【請求項６】 前記複合材料中のアルミニウムまたはア
ルミニウム合金が、Ｓｉ及びＭｇを含むアルミニウム合
金であることを特徴とする請求項１乃至５記載の静電チ
ャック。 - 【請求項７】 前記セラミックス板の体積抵抗率が、１
０8〜１０14Ω・ｃｍであることを特徴とする請求項１
乃至６記載の静電チャック。 - 【請求項８】 前記セラミックス板の接合方法が、セラ
ミックス板と複合材料との間にアルミニウムまたはアル
ミニウム合金からなるロウ材を充填し、それを窒素雰囲
気中で熱処理する方法であることを特徴とする請求項１
乃至７記載の静電チャック。 - 【請求項９】 前記ロウ材中のアルミニウム合金が、Ｍ
ｇを０．１〜５％含み、Ｓｎを５〜４０％含む合金であ
ることを特徴とする請求項８記載の静電チャック。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000331732A JP2002141402A (ja) | 2000-10-31 | 2000-10-31 | 静電チャック |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000331732A JP2002141402A (ja) | 2000-10-31 | 2000-10-31 | 静電チャック |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002141402A true JP2002141402A (ja) | 2002-05-17 |
Family
ID=18808032
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000331732A Pending JP2002141402A (ja) | 2000-10-31 | 2000-10-31 | 静電チャック |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002141402A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20160181137A1 (en) * | 2014-12-22 | 2016-06-23 | Semes Co., Ltd. | Supporting unit and substrate treating apparatus including the same |
-
2000
- 2000-10-31 JP JP2000331732A patent/JP2002141402A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20160181137A1 (en) * | 2014-12-22 | 2016-06-23 | Semes Co., Ltd. | Supporting unit and substrate treating apparatus including the same |
| US9909197B2 (en) * | 2014-12-22 | 2018-03-06 | Semes Co., Ltd. | Supporting unit and substrate treating apparatus including the same |
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