JP2003012376A

JP2003012376A - 抵抗体及びその製造方法並びに保持装置

Info

Publication number: JP2003012376A
Application number: JP2001195232A
Authority: JP
Inventors: Masashi Sakagami; 勝伺坂上
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2001-06-27
Filing date: 2001-06-27
Publication date: 2003-01-15

Abstract

(57)【要約】【課題】基板の直径や厚みが大きい場合においても、比
誘電率が均一で、同一製品内のばらつきが少ない抵抗体
及びその製造方法並びに被保持物の処理を均一に行うこ
とのできる保持装置を提供する。【解決手段】最大直径が２００ｍｍ以上、厚みが０．５
ｍｍ以上のセラミック焼結体からなり、外周部及び中心
部を含む複数の部位で測定した相対密度の平均が９８％
以上、５０℃の体積固有抵抗値の平均が１０⁷〜１０¹²
Ωｃｍである抵抗体において、外周部及び中心部を含む
複数の部位で測定した周波数１ＭＨｚの比誘電率の平均
が７以上、該比誘電率の最小値ε_minに対する最大値ε
_maxの比ε_ma _x／ε_minが１．３以下であることを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、抵抗体及びその製
造方法並びに保持装置に関するものであり、特に電子機
能材料用部材及び、半導体製造装置等におけるウエハの
保持や搬送に好適に用いられる保持装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来技術】液晶を含む半導体デバイスの製造に用いる
半導体製造装置において、シリコンウエハ等の半導体を
加工したり、搬送するためには、シリコンウエハ等を保
持する必要がある。特に、静電的にシリコンウエハを保
持する静電チャックは、真空中や腐食性ガス雰囲気での
使用が可能であり、半導体の製造に適しているため、多
用されている。

【０００３】窒化アルミニウムは耐食性が高く、熱伝導
が高く熱衝撃性に比較的強いため静電チャックの主成分
として用いられている。この窒化アルミニウムは、５０
℃における体積固有抵抗が１×１０¹⁴Ωｃｍ以上と絶縁
体であるが、特に、最近では、特に２００℃以下で使用
される静電チャックにおいて、シリコンウエハの保持の
ためにより高い吸着力が要求されており、より高い吸着
力を得るためには、抵抗を低くすることが提案されてい
る。

【０００４】特に、不純物の少ない窒化アルミニウム焼
結体は、耐食性に優れるため、特に腐食性ガス雰囲気で
寿命が長くなり、部品交換の期間を延ばし、メンテナン
スのための装置の停止を少なくできるため、スループッ
トを向上できる。このような窒化アルミニウムは、焼結
助剤が少ないため、加圧下での焼成方法、例えばホット
プレスや熱間等方プレス等の方法が用いられる。

【０００５】例えば、特開平１０−７２２６０号公報で
は高純度の窒化アルミニウムの成形体中に金属電極を埋
設し、ホットプレス焼成によって作製し、Ａｌ以外の金
属元素の含有量が１００ｐｐｍ以下で、室温での体積固
有抵抗を１×１０⁹〜１×１０¹³Ωｃｍとした直径が２
００ｍｍ以上の静電チャックが提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
１０−７２２６０号公報に記載された窒化アルミニウム
焼結体は、緻密性には優れるものの、最大直径が２００
ｍｍ以上で、比誘電率のばらつきが大きいため、プラズ
マの分布が不均一となり、被保持物の処理が不均一にな
り、不良が増え、製品の信頼性が低下するという問題が
あった。

【０００７】従って、本発明は、基板の直径や厚みが大
きい場合においても、比誘電率が均一で、同一製品内の
ばらつきが少ない抵抗体及びその製造方法並びに被保持
物の処理を均一に行うことのできる保持装置を提供する
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、比誘電率及び
誘電損失のばらつきを抑制するため、ホットプレス焼成
において最高保持温度までの収縮速度を制御することが
有効であり、また、抵抗体の面内における比誘電率を均
一にすることによって、保持装置の処理の均一性を高め
ることができるという知見に基づくものである。

【０００９】即ち、本発明の抵抗体は、最大直径が２０
０ｍｍ以上、厚みが０．５ｍｍ以上のセラミック焼結体
からなり、外周部及び中心部を含む複数の部位で測定し
た相対密度の平均が９８％以上、５０℃の体積固有抵抗
値の平均が１０⁷〜１０¹²Ωｃｍ、周波数１ＭＨｚの比
誘電率の平均が７以上、該比誘電率の最小値ε_minに対
する最大値ε_maxの比ε_max／ε_minが１．３以下である
ことを特徴とするものである。これにより、大きな製品
であっても、例えば静電チャックとして被処理物の処理
を行った場合、同一面内における前記処理のばらつきを
小さくすることができる。

【００１０】また、ＡｌＮを主結晶相とし、炭素を１重
量％以下、酸素を０．２〜３重量％の割合で含むことが
好ましい。これにより、大型基板の耐食性や熱伝導性を
より高くできる。

【００１１】さらに、カソードルミネッセンスのスペク
トルにおいて、最大ピークが３７０〜３８０ｎｍの波長
領域に存在することが好ましい。これにより、大型基板
の異相の生成を制御して、耐食性や熱伝導性をより高く
維持できるとともに、比誘電率のばらつきを更に抑制で
きる。

【００１２】また、本発明の抵抗体の製造方法は、セラ
ミック粉末及び／又は成形体を最高保持温度で焼成し、
最大直径が２００ｍｍ以上、厚みが０．５ｍｍ以上のセ
ラミック焼結体を作製するのに際して、常温から最高保
持温度までの収縮速度を２ｍｍ／ｍｉｎ以下に制御する
ことを特徴とするものである。この方法により、緻密化
と比誘電率の制御が同時に可能となり、比誘電率の平均
を７以上、且つ比誘電率の最小値に対する最大値の比を
１．３以下にすることができ、比誘電率のばらつきが少
ない抵抗体を実現できる。

【００１３】特に、ＡｌＮ粉末を主体とし、炭素含有量
が１重量％以下、酸素含有量が０．２〜３重量％のセラ
ミック粉末をホットプレス型内に装填し、該セラミック
粉末に０．０４〜３ＭＰａのホットプレス圧力を加えた
後に加熱を開始し、８００〜１２００℃における装置内
の真空度を１０Ｐａ以下に保持し、１２００〜１６００
℃の温度範囲においてＮ₂ガスを導入して装置内の雰囲
気圧力を１〜３００ｋＰａにするとともに、１２００〜
２０００℃の温度範囲内においてホットプレス圧力を３
〜１５ＭＰａに上昇させ、次いで２０００〜２３００℃
の最高保持温度で焼成することが好ましい。これによ
り、抵抗体の比誘電率のばらつきを抑制したまま、耐食
性及び熱伝導性を高めることができる。

【００１４】また、本発明の保持装置は、基板と、該基
板の一主面に設けられた被保持物の載置面と、該載置面
と対向して設けられた電極とを具備し、前記基板の少な
くとも載置面が上記の記載の抵抗体からなることを特徴
とするものである。本発明の抵抗体を用いた保持装置
は、比誘電率の面内ばらつきが小さいため、プラズマと
被保持物との相互作用が均一となり、被保持物の処理を
均一に行うことができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の抵抗体は、基板の主面に
対して比誘電率の面内ばらつきが顕著になる最大直径が
２００ｍｍ以上、厚みが０．５ｍｍ以上の板状のセラミ
ック焼結体からなり、外周部及び中心部を含む複数の部
位で測定した相対密度の平均が９８％以上であることが
重要である。ここで、複数の部位とは、最大直径が２０
０ｍｍ以上の略中心である中心部と、最大直径の最外周
部近傍である外周部とを含み、３０部位以上、特に５０
部位以上での測定を行う。測定点はほぼ等間隔に配置さ
れていることが、均一性をより正確に評価する点で好ま
しい。

【００１６】相対密度が９８％未満では、機械的特性が
低下し、大型・薄型形状では破壊されやすくいためであ
り、特に９９％以上、更には９９．５％以上が好まし
い。なお、相対密度については、まずアルキメデス法か
ら嵩密度をもとめた後、理論密度と比較し、相対密度を
算出した。

【００１７】また、外周部及び中心部を含む複数の部位
において測定した５０℃の体積固有抵抗値の平均を１０
⁷〜１０¹²Ωｃｍとすることで、必要十分な電荷の移動
を可能にし、例えば静電チャックに用いた場合に優れた
吸着特性を実現できる。静電チャックとして用いた場合
に残留吸着を避けるため、５０℃の体積固有抵抗値の平
均値は、特に１０⁸〜１０¹¹Ωｃｍ、更には、１０⁸〜１
０¹⁰Ωｃｍであることが好ましい。

【００１８】そして、本発明によれば、外周部及び中心
部を含む複数の部位において周波数１ＭＨｚにおける測
定した比誘電率の平均が７以上であることが重要であ
り、特に８以上が好ましい。この比誘電率が７より低い
と、ウエハ等の被保持物とセラミック焼結体に設けられ
た電極間の静電容量を大きくできず、プラズマのセルフ
バイアス電位を高めることができないため、被保持物の
処理能力が低下する。

【００１９】また、上記複数の部位で測定した比誘電率
のうち、最小値をε_min、最大値をε_maxとしたとき、比
ε_max／ε_minが１．３以下であることが重要であり、特
に１．２以下、さらには１．１以下が好ましい。これに
より、比誘電率の面内ばらつきを小さくでき、静電チャ
ックに応用した場合、部位による電流密度の差が小さく
なるため、最小値ε_minに近い比誘電率を有する部位で
も残留吸着を防止でき、スループットを高めて生産性を
高めることができる。

【００２０】本発明によれば、ＡｌＮを主結晶相とする
ことが好ましい。主結晶相をＡｌＮにすると、ハロゲン
を含むプラズマやガス等に対する耐食性が高く、熱伝導
率が高いため耐熱衝撃性に優れるとともに、ＡｌＮ結晶
は半導体になることが可能なため、体積固有抵抗値を変
えることができ、外周部及び中心部を含む複数の部位に
おいて測定した５０℃の体積固有抵抗値の平均を１０⁷
〜１０¹²Ωｃｍに制御することが容易となる。

【００２１】また、炭素を１重量％以下、特に０．５重
量％以下の割合で含むことが好ましい。この炭素は導電
性粒界相の形成に関係があると考えられ、炭素量を１重
量％以下にすることにより、ＡｌとＣを含む高抵抗の化
合物を部分的に形成するのを防止し、比誘電率のばらつ
きをより小さくする効果がある。

【００２２】さらに、酸素を０．２〜３重量％、特に
０．３〜２重量％、更には０．４〜１重量％の割合で含
むことが好ましい。酸素量は、体積固有抵抗値と強く関
連しており、酸素の含有量が上記の範囲であれば、電荷
の移動体となる粒界相が３次元的に連続して形成され、
且つこの導電経路を分断する高抵抗の化合物（ＡｌＯＮ
やポリタイプ等）の形成を抑制しやすいため、比誘電率
を安定化させることが容易となる。

【００２３】なお、本発明によれば、焼結助剤成分は含
まれていても良いが、セラミック焼結体の耐食性及び誘
電率のばらつきを小さくするため、実質的に焼結助剤成
分を含まないことが好ましい。具体的には、Ａｌ以外の
金属が酸化物換算で１重量％以下、特に０．５重量％以
下であることが好ましい。

【００２４】また、カソードルミネッセンスのスペクト
ルにおいて、最大ピークが３７０〜３８０ｎｍの波長領
域に存在することが好ましい。このような特徴を持つセ
ラミック焼結体は、ＡｌＯＣや金属化合物といった異相
の発生を抑制し、抵抗値ばらつきを小さくするととも
に、誘電率のばらつきを更に小さくすることが可能であ
る。なお、最大ピークはＡｌＮに起因するものである。

【００２５】以上のように構成された本発明の抵抗体
は、比誘電率のばらつきが非常に小さいため、例えば静
電チャックに使用した場合に、被処理物の処理を均一に
行うことができる。

【００２６】次に、本発明の抵抗体を作製する方法につ
いて、具体的にＡｌＮを主結晶相とする抵抗体を例とし
て説明する。

【００２７】まず、出発原料として純度９９％以上、平
均粒子径が５μｍ以下、好ましくは３μｍ以下のＡｌＮ
粉末を用意する。このＡｌＮ粉末中の炭素含有量を１重
量％以下、酸素含有量を０．２〜３重量％に抑制するこ
とが好ましい。これにより、焼成して得られた焼結体中
の炭素及び酸素の含有量を、それぞれ１重量％以下、
０．２〜３重量％にすることが容易となる。

【００２８】なお、ＡｌＮ粉末の酸素量が０．２重量％
に満たない場合には、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂等の酸化物を
添加することにより、酸素の含有量が０．２〜３重量％
の範囲になるように調整することができる。

【００２９】次に、上記のＡｌＮ粉末をカーボンモール
ド内のカーボンからなる直径２００ｍｍ以上のホットプ
レス型（以下ＨＰ型と言う）内に均一に充填する。この
ＡｌＮ粉末は、粉末のまま充填してもよいが、原料粉末
にバインダを添加して予めＨＰ型形状に予備成形してお
き、この成形体をＨＰ型内に装填しても良い。成形の方
法は、金型プレス、ＣＩＰ、テープ成形、鋳込み等の成
型方法を用いることができる。成形体は、成形の時に必
要なバインダ成分を除去した後にＨＰ型内に装填する。
なお、成形体の内部に電極を成形してもよい。

【００３０】ＨＰ型に充填されたＡｌＮ粉体に０．０４
〜３ＭＰａのホットプレス圧力（以下ＨＰ圧力と言う）
を加えた後に加熱を開始することが好ましい。ＨＰ圧力
が０．０４ＭＰａより小さいと充填が不十分で、充填密
度のばらつきが生じやすく、充填密度が低い部分で焼結
時の緻密化を阻害することがある。また、ＨＰ圧力が３
ＭＰａより大きいとＡｌＮ粉末の表面に化学的に付着し
た水分等が抜けにくくなり、焼成の緻密を阻害する恐れ
がある。

【００３１】特に、６００〜８００℃の間でガス放出が
ピークとなる場合があるため、昇温開始時から８００℃
まで、装置内を減圧にすることが好ましい。装置内の減
圧条件は１Ｐａ以下、特に０．５Ｐａが好ましい。これ
により、焼結性や特性に及ぼすガスを容易に除去でき
る。

【００３２】また、８００〜１２００℃の温度領域にお
ける装置内の真空度を常に１０Ｐａ以下、特に５Ｐａ以
下、さらには２Ｐａ以下に保持することが好ましい。８
００〜１２００℃では、スペーサーやカーボンＨＰ型等
のカーボンと装置及び原料からの酸素が反応して、ＣＯ
ガスが発生する。このＣＯガスが多量に残留すると、高
温でＡｌＮ原料と反応してＡｌＣやＡｌＯＣ化合物を生
成して緻密化を阻害する原因や異相生成の原因となるた
め、この温度領域で真空度を１０Ｐａ以下に保持して排
気することが好ましい。

【００３３】さらに、１２００〜１６００℃の温度範囲
においてＮ₂ガスを導入して装置内の圧力を１〜３００
ｋＰａにすることが好ましい。つまり、Ｎ₂ガス導入時
の温度を１２００〜１６００℃とする。１２００℃未満
の温度でＮ₂ガスを導入して装置内の圧力を１〜３００
ｋＰａにすると、発生するＣＯガスが残留して、緻密化
阻害や異相生成の原因となる。１６００℃より高い温度
まで真空を保つと、ＨＰ型や離型材のカーボンと反応し
てＡｌＣやＡｌＯＣ化合物を生成して緻密化阻害や異相
生成の原因となることがある。特に、１２５０〜１５５
０℃、更には１３００〜１５００℃の温度範囲において
Ｎ₂ガスを導入し、装置内の圧力を、特に８０〜２００
ｋＰａ、更には１００〜２００ｋＰａにすることが好ま
しい。

【００３４】次に、１２００〜２０００℃の温度範囲に
おいてホットプレス圧力を３〜１５ＭＰａに上昇させる
ことが好ましい。１２００℃未満で加圧すると、Ｈ₂Ｏ
等のガスの除去が不十分となり、緻密化を阻害する恐れ
があり、２０００℃を超えて加圧すると、部分的に焼結
が開始し、密度ばらつきの原因となり、抵抗値のばらつ
きが大きくなる傾向がある。ホットプレス圧力は、特に
５〜１０ＭＰａの圧力で、特に１３００〜１６５０℃、
更には１４００〜１６００℃の温度範囲において加える
ことが好ましい。

【００３５】次いで、２０００℃〜２３００℃の最高保
持温度まで昇温し、温度を一定時間保持して相対密度の
平均値が９８％以上、特に９９％以上、更には９９．５
％以上となるになるように焼成する。最高保持温度を２
０００℃〜２３００℃とすることによってＡｌＮ焼結体
の５０℃の体積固有抵抗値を１０⁷〜１０¹²Ωｃｍにす
ることが容易となり、その面内ばらつきを小さくするこ
とができる。２０００℃未満では、密度が９８％に満た
ず、しかも１０¹²Ωｍより高い抵抗値を示す。また、２
２００℃を超えると、体積固有抵抗値が１０⁷Ωｃｍよ
りも低くなる。

【００３６】なお、焼成においては、一定の保持時間に
おいて、温度と圧力を保持することが好ましい。保持時
間は試料の量や組成によって異なるものの、焼結が進む
のを考慮すると２０分以上、特に１時間以上であること
が好ましい。

【００３７】そして、本発明によれば、常温から昇温し
て上記の最高保持温度に達するまでのＡｌＮ粉末及び／
又は成形体の収縮速度を２ｍｍ／ｍｉｎ以下に制御する
ことが重要である。常温から最高保持温度までの収縮速
度は、ＡｌＮ粉末及び／又は成形体の焼結挙動に影響
し、収縮速度が２ｍｍ／ｍｉｎより大きいと焼結が進む
部位と進まない部位が生じて、密度、体積固有抵抗値及
び比誘電率のばらつきが大きくなる。特に、収縮速度を
１．５ｍｍ／ｍｉｎ以下、更には１ｍｍ／ｍｉｎ以下に
することが好ましい。

【００３８】なお、粉末や成形体をＨＰ型に装填し、加
熱前に０．０４〜３ＭＰａの圧力を加えたときの成形体
の上端面を基準として、この上端面の変位の経時変化を
測定し、単位時間に対する変位量を収縮速度とする。換
言すれば、室温から最高保持温度までの収縮曲線から、
傾きを接線でとることができ、その最大傾きから算出し
た収縮速度の最大値が２ｍｍ／ｍｉｎ以下かどうかを判
断する。

【００３９】このようにして作製した本発明の抵抗体
は、密度及び体積固有抵抗が制御されつつ、比誘電率の
面内ばらつきが小さく、静電チャックとして好適に用い
ることができる。

【００４０】次に、本発明の保持装置を、Ｓｉウエハな
どを静電的に吸着する静電チャックを例にとって説明す
る。

【００４１】図１は、単極タイプの静電チャック１の例
である。円板形状の基板２の一主面３にＳｉウエハなど
の被保持物を載置する載置面４が設けられている。この
載置面４に対向するように、一主面３の反対の主面に電
極５が設けられている。

【００４２】そして、載置面４が、上記の本発明の抵抗
体からなることが重要である。即ち、基板２は、実質的
に本発明の抵抗体からなるものであればよい。また、載
置面４が本発明の抵抗体からなっていれば、基板２が電
極５に平行な層状セラミックスの積層体からなっていて
もかまわない。

【００４３】載置面４に載置されたＳｉウエハ等の被保
持物と電極５との間に電圧が印可され、載置面４と電極
５との間に電流がわずかにながれて静電的な吸着が起こ
る。なお、図１には記載してないが、外部から電極５に
電圧を供給するための接続端子が含まれることは言うま
でもない。

【００４４】また、図２は本発明である保持装置の他の
例である。これは、双極タイプの静電チャック１１であ
り、円板形状の基板１２の一主面１３にＳｉウエハなど
の被保持物を載置する載置面１４が設けられており、基
板１２の内部には一対の電極１５が設けられている。こ
の電極１５は、載置面１４に対向するように配置されて
いる。

【００４５】そして、載置面１４が、上記の本発明の抵
抗体からなることが重要である。即ち、基板１２は、実
質的に本発明の抵抗体からなり、内部に電極１５を埋設
させればよい。また、基板１２を、載置面１４を含む上
部基板１２ａと下部基板１２ｂとに分割し、上部基板１
２ａに本発明の抵抗体を用い、下部基板１２ｂに他のセ
ラミックスを用いても差し支えない。

【００４６】一対の電極１５には、正、負の電圧がそれ
ぞれ印加され、載置面１４に載置されたＳｉウエハ等の
被保持物と電極１５との間に電流がわずかにながれて静
電的な吸着が起こる。なお、図２には記載してないが、
外部から電極１５に電圧を供給するための電気配線及び
接続端子が含まれることは言うまでもない。

【００４７】処理装置によってはプラズマを発生する容
器内で用いられる場合があり、その場合には、被保持物
の近傍にプラズマを発生させるために、基板の内部又は
裏面にプラズマ電極が設けられてなることが好ましい。
これにより、装置構造の簡略化や小型化に大きく寄与で
きるとともに、プラズマの制御が容易になる。

【００４８】さらには、所望により、冷却用の冷媒の通
路をセラミック平板内に設けたり、ペルチェ素子などの
冷却用装置を内蔵することもできる。

【００４９】そして、本発明の抵抗体を、少なくとも載
置面に用いた場合、載置面４、１４の誘電率εのばらつ
きが小さいため、最大直径が２００ｍｍ以上、電極と載
置面との距離が０．５ｍｍ以上の本発明の保持装置は、
載置面４、１４に載置される被処理物の面内で均一な処
理が可能になる。この優れた処理は、特に−７０〜１０
０℃の温度範囲において顕著である。

【００５０】上記の構成を有する本発明の保持装置は、
ウエハの固定や搬送に好適であり、吸着力が高く、吸着
の離脱応答性が向上し、スループットが速くなる。ま
た、その製造方法においては、歩留まりが向上し、焼成
後の熱処理も不要のため、製造コストを低減できる。

【００５１】

【実施例】原料として平均粒子径１μｍの還元窒化法の
ＡｌＮ粉末を用いた。このＡｌＮ粉末に対して所望によ
り添加された平均粒子径１μｍの炭素粉末及び平均粒子
径１μｍのＡｌ₂Ｏ₃粉末を加えた。そして、炭素量及び
酸素量が表１に示す組成になるように混合した。

【００５２】これらの混合粉末をエタノールとともに混
合し、混合粉末を作製した。この混合粉末を直径２１０
ｍｍのＨＰ型に直接充填するものと、予備成形を行って
からＨＰ型に充填するものとに分けた。なお、予備成形
を行うための混合粉末には、混合時にバインダとしてパ
ラフィンワックスを９重量％添加してあり、成形後に窒
素雰囲気中６００℃で８時間脱脂を行ってからＨＰ型に
装填した。次いで、上記のＨＰ型をホットプレス装置に
装填し、表１に示す条件で焼成した。

【００５３】得られた焼結体を加工し、直径２０２ｍ
ｍ、厚み６ｍｍの形状にした。この焼結体を用いて、中
心部及び外周部を含む３０部位において比誘電率、体積
固有抵抗及び吸着特性を測定した。

【００５４】即ち、比誘電率は、直径５０ｍｍのサイズ
にＡｇ性導電性ペーストにて、電極を形成し、０．５〜
５ｍｍの各厚みに対して、１ＭＨｚの周波数で、ブリッ
ジ回路法により測定した。また、体積固有抵抗は、ＪＩ
ＳＣ２１４１：１９２２に基づいた３端子法により、
５０℃で測定した。

【００５５】さらに、吸着特性は、図１に示した構造を
有する静電チャックを作製し、一辺が２５ｍｍの直方体
Ｓｉを被処理物として、載置面の３０部位において吸着
力及び電荷が除去されるまでの除電時間を測定し、それ
ぞれ平均値、最大値、最小値を算出し、ばらつきを評価
した。ばらつきは、最大値と最小値との差を平均値で割
った値とした。

【００５６】なお、吸着力は５０℃で５００Ｖを印加
し、印加から３０秒後までの吸着力の時間依存性を測定
した。吸着力が飽和するまでの時間（飽和時間）と、電
圧の印加を停止し吸着力がなくなるまでの時間（除電時
間）を測定した。即ち、飽和時間は、電圧印加３０秒後
の吸着力を１００％とした時、９０％の吸着力を示す時
間とした。また、除電時間は、電圧の印加停止から吸着
力が５００Ｐａまで低下するのに要した時間とした。

【００５７】次に、上記の測定に用いた焼結体を中心部
及び外周部を含む３０部位に分け、それぞれの部位毎に
相対密度、酸素量、炭素量及びカソードルミネッセンス
スペクトルを測定した。即ち、相対密度は、まずアルキ
メデス法から嵩密度をもとめた後、焼結体を粉砕してＪ
ＩＳＲ１６２０に基づいたヘリウム置換法によって得ら
れた真密度と比較して算出した。

【００５８】焼結体中の酸素量は日本セラミック協会Ｊ
ＣＭＲ００４（Ｓｉ₃Ｎ₄）を標準試料として、堀場製作
所製ＥＭＧＡ−６５０ＦＡ装置を用いて行った。また、
炭素量は、校正用標準試料ＪＳＳ１７１−７及びＪＳＳ
１５０−１４を用いて堀場製作所ＥＭＩＡ−５１１型炭
素分析装置を用いた。

【００５９】ＡｌＮのカソードルミネッセンス法による
ピークは、カソードルミネッセンス分光装置を用い、Ｈ
Ｒ−３２０（愛宕物産製）の分光器で回折格子１５０ｇ
ｒ／ｍｍ、ＪｏｂｉｎＹｖｏｎ製ＣＣＤ検出器を用い
て測定した。測定条件は、３１μｍのフィラメント電流
で、２ｍｍスリット、Ｃレンズを用い、倍率１０００倍
で、フォーカス１６．３ｍｍにて測定した。結果を表１
及び表２に示した。

【００６０】

【表１】

【００６１】

【表２】

【００６２】本発明の試料Ｎｏ．１〜１２、１５〜２３
は、誘電率が７以上、誘電率の比が１．３以下、吸着力
のばらつきが２０％以下、除電時間が１０ｓｅｃ以下、
除電時間のばらつきが５％以下であった。

【００６３】一方、収縮速度が２ｍｍ／ｍｉｎ以上であ
る本発明の範囲外の試料Ｎｏ．１３及び１４は誘電率が
７以上であるが、誘電率の比が１．３以上、吸着力のば
らつきが３３％以上、除電時間の平均値が１５ｓｅｃ以
上、除電時間のばらつきが１０％以上といずれも大きか
った。

【００６４】

【発明の効果】焼結体の直径や厚みが大きい場合におい
ても焼結体の面内における比誘電率のばらつきを制御す
ることにより、製品内のばらつきが少なく、信頼性の高
い静電チャックとして好適に用いることのできる抵抗体
及び被保持物を均一に処理できる保持装置を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の保持装置の一例である静電チャックの
構造を示す断面図である。

【図２】本発明の保持装置の一例である静電チャックの
他の構造を示す断面図である。

【符号の説明】

１、１１・・・静電チャック２、１２・・・基板３、１３・・・一主面４、１４・・・載置面５、１５・・・電極１２ａ・・・上部基板１２ｂ・・・下部基板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】最大直径が２００ｍｍ以上、厚みが０．５
ｍｍ以上のセラミック焼結体からなり、外周部及び中心
部を含む複数の部位で測定した相対密度の平均が９８％
以上、５０℃の体積固有抵抗値の平均が１０⁷〜１０¹²
Ωｃｍ、１ＭＨｚの比誘電率の平均が７以上、該比誘電
率の最小値ε_minに対する最大値ε_maxの比ε_max／ε_min
が１．３以下であることを特徴とする抵抗体。
【請求項２】ＡｌＮを主結晶相とし、炭素を１重量％以
下、酸素を０．２〜３重量％の割合で含むことを特徴と
する請求項１記載の抵抗体。
【請求項３】カソードルミネッセンスのスペクトルにお
いて、最大ピークが３７０〜３８０ｎｍの波長領域に存
在することを特徴とする請求項２記載の抵抗体。
【請求項４】セラミック粉末及び／又は成形体を最高保
持温度で焼成し、最大直径が２００ｍｍ以上、厚みが
０．５ｍｍ以上のセラミック焼結体を作製するのに際し
て、常温から最高保持温度までの収縮速度を２ｍｍ／ｍ
ｉｎ以下に制御することを特徴とする抵抗体の製造方
法。
【請求項５】ＡｌＮ粉末を主体とし、炭素含有量が１重
量％以下、酸素含有量が０．２〜３重量％のセラミック
粉末をホットプレス型内に装填し、該セラミック粉末に
０．０４〜３ＭＰａのホットプレス圧力を加えた後に加
熱を開始し、８００〜１２００℃における装置内の真空
度を１０Ｐａ以下に保持し、１２００〜１６００℃の温
度範囲においてＮ₂ガスを導入して装置内の雰囲気圧力
を１〜３００ｋＰａにするとともに、１２００〜２００
０℃の温度範囲内においてホットプレス圧力を３〜１５
ＭＰａに上昇させ、次いで２０００〜２３００℃の最高
保持温度で焼成することを特徴とする請求項４記載の抵
抗体の製造方法。
【請求項６】基板と、該基板の一主面に設けられた被保
持物の載置面と、該載置面と対向して設けられた電極と
を具備し、前記基板の少なくとも載置面が請求項１乃至
３のいずれかに記載の抵抗体からなることを特徴とする
保持装置。