JP2005252170A - Electrostatic chuck - Google Patents

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JP2005252170A JP2004064109A JP2004064109A JP2005252170A JP 2005252170 A JP2005252170 A JP 2005252170A JP 2004064109 A JP2004064109 A JP 2004064109A JP 2004064109 A JP2004064109 A JP 2004064109A JP 2005252170 A JP2005252170 A JP 2005252170A
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Tadahisa Arahori
忠久 荒堀
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Nippon Steel Corp
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrostatic chuck having a small coefficient of thermal expansion at room temperature and capable of exercising high adsorptive power in use. <P>SOLUTION: The electrostatic chuck comprises a ceramic substrate, an electrode layer, and a dielectric layer which is ceramic including at least one type of 97 to 99.99 vol% major material selected from a group of cordierite, spodumene, and eucryptite, and including 0.01 to 3 vol% carbon. The coefficient of the thermal expansion of the dielectric layer is not more than 1×10<SP>-6</SP>/°C at room temperature. The volume resistivity of the ceramic used for the dielectric layer is preferably 1×10<SP>8</SP>to 10<SP>14</SP>Ωcm. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、静電気の吸着力により、被吸着物を固定する静電チャックに関する。さらに詳細には、半導体などの製造工程において、電子ビーム露光描写装置、エッチング装置、CVD装置、PVD装置または検査装置などで、半導体ウエハなどの被吸着物を固定するために使用する静電チャックに関する。また、室温環境下においても温度変化による寸法変化が小さく、被吸着物を強固に固定できる静電チャックに関する。   The present invention relates to an electrostatic chuck that fixes an object to be attracted by electrostatic attraction force. More specifically, the present invention relates to an electrostatic chuck used for fixing an object to be adsorbed such as a semiconductor wafer in an electron beam exposure drawing apparatus, an etching apparatus, a CVD apparatus, a PVD apparatus, or an inspection apparatus in a manufacturing process of a semiconductor or the like. . Further, the present invention relates to an electrostatic chuck that is small in dimensional change due to temperature change even in a room temperature environment and can firmly fix an object to be attracted.

LSIなどにおける高度の集積化に伴い回路の微細化が進行し、半導体の線幅は0.1μm以下のレベルに到達しようとしている。このため、半導体の製造工程においても、たとえば露光装置によりマスクを介してウエハ上に描写するパターンも微細化し、これに伴い、露光装置にも高精細化が求められ、また露光装置に使用する静電チャックなどの部材にも、温度変化による寸法変化の小さい高精度な部材が要求されるようになっている。   With the advancement of integration in LSIs and the like, circuit miniaturization has progressed, and the line width of semiconductors is about to reach a level of 0.1 μm or less. For this reason, also in the semiconductor manufacturing process, for example, the pattern drawn on the wafer through the mask by the exposure apparatus is miniaturized, and accordingly, the exposure apparatus is required to have high definition and is used in the exposure apparatus. A member such as an electric chuck is also required to be a highly accurate member with a small dimensional change due to a temperature change.

半導体製造工程において使用するセラミックス製静電チャックには、従来よりAl23、AlNなどの材質が主として使用されてきたが、半導体の高集積化、微細化に対応して、高精度に使用できる低熱膨張材を誘電体層として用いた静電チャックの提案はない。 Ceramic electrostatic chucks used in the semiconductor manufacturing process have traditionally used Al 2 O 3 , AlN, and other materials, but they can be used with high precision in response to higher integration and miniaturization of semiconductors. There is no proposal of an electrostatic chuck using a low thermal expansion material that can be used as a dielectric layer.

低膨張セラミックスとして、コーディエライトなどがあるが、たとえば、Al23またはコーディエライトなどからなるセラミックス基板上に、電極層を形成した後、被吸着体と接する誘電体層を形成した静電チャックが提案されている(特許文献1および特許文献2参照)。この静電チャックにおいては、誘電体層として、Al23を主成分とし、TiO2を0.2〜2重量%添加したセラミックスが形成されている。したがって、低熱膨張材であるコーディエライトは、最下層のセラミックス基板用の材料として使用され、誘電体層には使用されていない。 Low expansion ceramics include cordierite. For example, an electrode layer is formed on a ceramic substrate made of Al 2 O 3 or cordierite, and then a dielectric layer that is in contact with the adsorbent is formed. An electric chuck has been proposed (see Patent Document 1 and Patent Document 2). In this electrostatic chuck, ceramics containing Al 2 O 3 as a main component and TiO 2 added in an amount of 0.2 to 2% by weight are formed as a dielectric layer. Accordingly, cordierite, which is a low thermal expansion material, is used as a material for the lowermost ceramic substrate and is not used for the dielectric layer.

また、セラミックス基板上に、電極層と誘電体層を形成し、電極層と誘電体層の外周にある露出部分が絶縁性の溶射膜により被覆された静電チャックが提案されている(特許文献3参照)。露出部を被覆する溶射膜にはコーディエライトなどが用いられているが、誘電体層はAl23、ベリリア、SiCなどからなり、コーディエライトは用いられていない。 In addition, there has been proposed an electrostatic chuck in which an electrode layer and a dielectric layer are formed on a ceramic substrate, and an exposed portion on the outer periphery of the electrode layer and the dielectric layer is covered with an insulating sprayed film (Patent Document) 3). Cordierite or the like is used for the sprayed coating covering the exposed portion, but the dielectric layer is made of Al 2 O 3 , beryllia, SiC, etc., and cordierite is not used.

一方、セラミックス基板上に、縦、横に正電極と負電極を交互に点在させ、正電極と負電極を、基板内の導体により結線し、外部端子に連結した静電チャックが提案されている(特許文献4参照)。正電極と負電極は絶縁膜により被覆され、セラミックス基板と絶縁膜は、Al23、コーディエライト、マグネシア、チタニア、フォルステライトなどにより形成される。
特公平6−97675号公報 特公平6−97677号公報 特開平6−279974号公報 特開平1−274938号公報
On the other hand, an electrostatic chuck has been proposed in which positive and negative electrodes are alternately interspersed vertically and horizontally on a ceramic substrate, and the positive and negative electrodes are connected by conductors in the substrate and connected to external terminals. (See Patent Document 4). The positive electrode and the negative electrode are covered with an insulating film, and the ceramic substrate and the insulating film are formed of Al 2 O 3 , cordierite, magnesia, titania, forsterite, or the like.
Japanese Patent Publication No. 6-97675 Japanese Patent Publication No. 6-97677 JP-A-6-279974 Japanese Patent Laid-Open No. 1-294938

しかしながら、低熱膨張材であるコーディエライトをセラミックス基板に用いても、被吸着物に直接接触する誘電体層に低膨張材を用いなければ、被吸着物に温度変化の影響を及ぼすことになり、寸法変化が大きくなる。一方、低熱膨張材であるコーディエライトを誘電体層に用いても、単に絶縁材として用いる態様では、体積抵抗値が大きくなるため、静電チャックとして十分な吸着力を発現できない。   However, even if cordierite, which is a low thermal expansion material, is used for the ceramic substrate, if the low expansion material is not used for the dielectric layer that is in direct contact with the object to be adsorbed, the object will be affected by temperature changes. , The dimensional change becomes large. On the other hand, even if cordierite, which is a low thermal expansion material, is used for the dielectric layer, the volume resistance value is increased in an embodiment in which the cordierite is simply used as an insulating material, so that sufficient adsorption force as an electrostatic chuck cannot be expressed.

本発明の課題は、室温での熱膨張係数が小さく、使用時に高い吸着力を発揮する静電チャックを提供することにある。   An object of the present invention is to provide an electrostatic chuck that has a low coefficient of thermal expansion at room temperature and exhibits a high attraction force during use.

本発明の静電チャックは、セラミックス基板と、電極層と、誘電体層を有し、誘電体層が、
コーディエライト、スポジューメンおよびユークリプタイトよりなる群から選ばれた少なくとも1種である主要材を97〜99.99vol%含有し、
カーボンを0.01〜3vol%含有するセラミックスであって、
誘電体層の室温での熱膨張係数が1×10-6/℃以下であることを特徴とする。ここに、室温での熱膨張係数とは、10℃〜40℃での熱膨張係数を指す。誘電体層に用いられるセラミックスの体積抵抗率は、1×108〜1014Ωcmが好ましい。
The electrostatic chuck of the present invention has a ceramic substrate, an electrode layer, and a dielectric layer, and the dielectric layer is
97-99.99 vol% containing at least one main material selected from the group consisting of cordierite, spodumene and eucryptite,
A ceramic containing 0.01 to 3 vol% of carbon,
The dielectric layer has a thermal expansion coefficient at room temperature of 1 × 10 −6 / ° C. or less. Here, the thermal expansion coefficient at room temperature refers to the thermal expansion coefficient at 10 ° C to 40 ° C. The volume resistivity of the ceramic used for the dielectric layer is preferably 1 × 10 8 to 10 14 Ωcm.

また、誘電体層は、
コーディエライト、スポジューメンおよびユークリプタイトよりなる群から選ばれた少なくとも1種である主要材を62〜99.89vol%含有し、
カーボンを0.01〜3vol%含有し、さらに
炭化珪素と、
窒化珪素と、
4a族元素、5a族元素および6a族元素の炭化物、窒化物、硼化物および珪化物と、
からなる群から選ばれた少なくとも1種を0.1〜35vol%含有するセラミックスが好ましい。
The dielectric layer is
62-99.89 vol% of a main material that is at least one selected from the group consisting of cordierite, spodumene and eucryptite,
Containing 0.01 to 3 vol% carbon, and silicon carbide;
Silicon nitride,
Carbides, nitrides, borides and silicides of Group 4a, 5a and 6a elements;
Ceramics containing 0.1 to 35 vol% of at least one selected from the group consisting of

かかる誘電体層に用いられるセラミックスが、誘電体層の少なくとも吸着面に形成されている態様が好適であり、セラミックス基板の室温での熱膨張係数は、1×10-6/℃以下がより望ましい。 It is preferable that the ceramic used for the dielectric layer is formed on at least the adsorption surface of the dielectric layer, and the thermal expansion coefficient of the ceramic substrate at room temperature is more preferably 1 × 10 −6 / ° C. or less. .

本発明によれば、室温で使用しても、温度変化による位置ずれが小さいため、高精度であり、高い吸着力を発揮する静電チャックを提供することができる。   According to the present invention, even when used at room temperature, since the positional deviation due to temperature change is small, it is possible to provide an electrostatic chuck that is highly accurate and exhibits a high attraction force.

本発明の静電チャックは、セラミックス基板上に電極層と誘電体層を形成した構造を有し、誘電体層に用いられるセラミックスは、コーディエライト、スポジューメンおよびユークリプタイトよりなる群から選ばれた少なくとも1種を主要材として含有する。特に、室温で使用する露光装置および検査装置などに用いる静電チャックでは、高精度の描写および測定を行なうために、室温雰囲気下での温度変化および電子ビーム照射による部分的な温度上昇などによる寸法変化を小さくすることが要求されている。低熱膨張材であるコーディエライト、スポジューメンおよびユークリプタイトを、誘電体層の主要材として用いることにより、室温で使用しても高精度の静電チャックを得ることができる。   The electrostatic chuck of the present invention has a structure in which an electrode layer and a dielectric layer are formed on a ceramic substrate, and the ceramic used for the dielectric layer is selected from the group consisting of cordierite, spodumene and eucryptite. In addition, at least one kind is contained as a main material. In particular, for electrostatic chucks used in exposure equipment and inspection equipment used at room temperature, in order to perform highly accurate depiction and measurement, dimensions due to temperature changes at room temperature and partial temperature rise due to electron beam irradiation, etc. There is a need to reduce change. By using cordierite, spodumene and eucryptite, which are low thermal expansion materials, as the main material of the dielectric layer, a highly accurate electrostatic chuck can be obtained even when used at room temperature.

被吸着物と直接接触する誘電体層に、これらの材料を用いることにより、被吸着物に対する温度変化の影響を低く抑えることができる。したがって、かかるセラミックスが、誘電体層の少なくとも吸着面に形成されている態様が好ましい。   By using these materials for the dielectric layer that is in direct contact with the object to be adsorbed, the influence of temperature change on the object to be adsorbed can be kept low. Therefore, an embodiment in which such ceramics is formed on at least the adsorption surface of the dielectric layer is preferable.

誘電体層に用いられるセラミックスは、カーボンを含有する。コーディエライト、スポジューメンおよびユークリプタイトは低熱膨張材であり、静電チャックの精度を高めるが、かかるセラミックス材料のみでは体積抵抗が大きく、静電チャックの吸着力は、クーロン力のみに依存することになり、吸着力が小さい。このため、セラミックスからなる主要材のほかに、適量のカーボンを配合することにより体積抵抗率を下げ、ジョンソンラーベック力による吸着効果を利用するのが望ましい。   The ceramic used for the dielectric layer contains carbon. Cordierite, spodumene and eucryptite are low thermal expansion materials that increase the accuracy of electrostatic chucks. However, these ceramic materials alone have large volume resistance, and the electrostatic chuck's adsorption force depends only on Coulomb force. The adsorption power is small. For this reason, it is desirable to reduce the volume resistivity by blending an appropriate amount of carbon in addition to the main material made of ceramics, and to utilize the adsorption effect by the Johnson Rabeck force.

主要材とカーボンとは、主要材を97〜99.99vol%と、カーボンを0.01〜3vol%含有する組成とする。カーボンの配合量は、セラミックスの導電性を高める点で、0.01vol%以上必要である。一方、カーボンは、配合し過ぎると、熱膨張係数の増大や、電気抵抗が低くなり過ぎ、印加する電圧によりリーク電流が発生しやすくなって、被吸着物である半導体などに障害を与えやすい。したがって、カーボンの配合量は、3vol%以下が好ましい。   The main material and carbon have a composition containing 97 to 99.99 vol% of the main material and 0.01 to 3 vol% of carbon. The amount of carbon is required to be 0.01 vol% or more in order to increase the electrical conductivity of the ceramic. On the other hand, if carbon is added too much, the coefficient of thermal expansion increases and the electrical resistance becomes too low, and a leak current is likely to occur due to the applied voltage, which tends to damage the semiconductor or the like to be adsorbed. Therefore, the amount of carbon is preferably 3 vol% or less.

なお、本発明におけるカーボンには、加熱により生成したカーボンも含む。すなわち、たとえば、フェノール樹脂やフラン樹脂などをアルコールや水などに溶かして添加することにより、より少量でカーボンと同等の添加効果を得ることができ、低膨張特性への悪影響を及ぼさずに体積抵抗率の制御を行なうことができる。   The carbon in the present invention includes carbon generated by heating. That is, for example, by adding phenol resin or furan resin dissolved in alcohol or water, the addition effect equivalent to that of carbon can be obtained with a smaller amount, and volume resistance without adversely affecting low expansion characteristics. Rate control can be performed.

本明細書におけるvol%は、たとえば、二次イオン質量分析法(SIMS)あるいは原子吸光法またはICP発光分析法などの方法によって各成分の重量%を求めた後、その重量%をその成分の比重で除することにより求める。   In this specification, vol% is obtained by, for example, obtaining the weight% of each component by a method such as secondary ion mass spectrometry (SIMS), atomic absorption spectrometry or ICP emission spectrometry, and then calculating the weight% of the specific gravity of the component. Calculate by dividing by.

誘電体層に用いるセラミックスの室温での熱膨張係数は、室温雰囲気で精度の高い静電チャックを得る点で、1×10-6/℃以下が好ましく、−0.5〜0.5×10-6/℃がより好ましい。また、添加するカーボンの形態および粒径などにより、得られるセラミックスの体積抵抗率は異なるが、静電チャックの吸着力を高める上で、セラミックスの体積抵抗率は1014Ωcm以下が好ましく、1012Ωcm以下がより好ましい。また、電圧印加時のリーク電流を抑える上で、体積抵抗率は108Ωcm以上が好ましい。 The thermal expansion coefficient at room temperature of the ceramic used for the dielectric layer is preferably 1 × 10 −6 / ° C. or less, in terms of obtaining a highly accurate electrostatic chuck in a room temperature atmosphere, −0.5 to 0.5 × 10 -6 / ° C is more preferable. Further, due to carbon in the form and particle size to be added, although the volume resistivity of the resulting ceramics different, in enhancing the adsorption force of the electrostatic chuck, the volume resistivity of the ceramics is preferably 10 14 [Omega] cm or less, 10 12 Ωcm or less is more preferable. In addition, the volume resistivity is preferably 10 8 Ωcm or more in order to suppress the leakage current during voltage application.

誘電体層に用いられるセラミックスは、炭化珪素、窒化珪素、4a族元素、5a族元素および6a族元素の炭化物、窒化物、硼化物および珪化物よりなる群から選ばれた少なくとも1種を含有する態様が好ましい。炭化珪素、窒化珪素、4a族元素、5a族元素および6a族元素の炭化物、窒化物、硼化物および珪化物よりなる群から選ばれる材料は、高い硬度と高い剛性を有し、焼結体に耐摩耗性と高い剛性を付与することができる。   The ceramic used for the dielectric layer contains at least one selected from the group consisting of carbide, nitride, boride and silicide of silicon carbide, silicon nitride, 4a group element, 5a group element and 6a group element. Embodiments are preferred. A material selected from the group consisting of carbides, nitrides, borides, and silicides of silicon carbide, silicon nitride, 4a group element, 5a group element, and 6a group element has high hardness and high rigidity. Abrasion resistance and high rigidity can be imparted.

炭化物、窒化物、硼化物および珪化物を構成する4a族元素には、たとえば、チタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)、ハフニウム(Hf)などがあり、5a族元素には、たとえば、バナジウム(V)、ニオブ(Nb)、タンタル(Ta)などがあり、6a族元素には、たとえば、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)などがある。   Examples of the group 4a elements constituting carbides, nitrides, borides, and silicides include titanium (Ti), zirconium (Zr), hafnium (Hf), and the like. Examples of the group 5a elements include vanadium (V ), Niobium (Nb), tantalum (Ta), and the like, and examples of the 6a group element include chromium (Cr), molybdenum (Mo), tungsten (W), and the like.

好ましい具体例としては、タングステンカーバイド(炭化タングステン)、炭化チタン、炭化タンタル、窒化ジルコニウム、窒化タンタル、硼化チタン、硼化ジルコニウム、珪化タンタル、珪化モリブデンを挙げることができる。これらのうち、タングステンカーバイドは、高い硬度、高い剛性に加え、低い熱膨張性を合わせ持つため、より好ましい。   Preferable specific examples include tungsten carbide (tungsten carbide), titanium carbide, tantalum carbide, zirconium nitride, tantalum nitride, titanium boride, zirconium boride, tantalum silicide, and molybdenum silicide. Among these, tungsten carbide is more preferable because it has low thermal expansion in addition to high hardness and high rigidity.

炭化珪素および窒化珪素は、前述の元素に比べ低熱膨張性を有する点で、より好ましい。焼結体の熱膨張係数は、混合する各材料の熱膨張係数および混合比率と関係するため、低熱膨張材料を使用すると、他の材料よりもより多くの量を使用することが可能となる。したがって、焼結体の耐摩耗性を一層高めることができる。   Silicon carbide and silicon nitride are more preferable in that they have lower thermal expansion than the above-described elements. Since the thermal expansion coefficient of the sintered body is related to the thermal expansion coefficient and the mixing ratio of each material to be mixed, when a low thermal expansion material is used, a larger amount than other materials can be used. Therefore, the wear resistance of the sintered body can be further enhanced.

炭化珪素と窒化珪素、4a族元素、5a族元素および6a族元素の炭化物、窒化物、硼化物および珪化物は、低熱膨張性を維持する上で、含有量は、35vol%以下が好ましく、20vol%以下がより好ましい。4a族元素、5a族元素および6a族元素の炭化物、窒化物、硼化物および珪化物ならびに炭化珪素と窒化珪素は、焼結体の剛性または耐摩耗性を向上させる上で、配合量は、0.1vol%以上が好ましい。   Silicon carbide and silicon nitride, carbide of 4a group element, 5a group element and 6a group element, nitride, boride and silicide keep the low thermal expansibility, the content is preferably 35 vol% or less, 20 vol % Or less is more preferable. Carbides, nitrides, borides, and silicides of Group 4a element, Group 5a element, and Group 6a element, and silicon carbide and silicon nitride have a compounding amount of 0 in order to improve the rigidity or wear resistance of the sintered body. .1 vol% or more is preferable.

すなわち、コーディエライト、スポジューメンおよびユークリプタイトよりなる群から選ばれた少なくとも1種である主要材を62〜99.89vol%含有し、カーボンを0.01〜3vol%含有し、さらに炭化珪素と、窒化珪素と、4a族元素、5a族元素および6a族元素の炭化物、窒化物、硼化物および珪化物とからなる群から選ばれた少なくとも1種を0.1〜35vol%含有する態様が好ましい。   That is, it contains 62 to 99.89 vol% of at least one main material selected from the group consisting of cordierite, spodumene and eucryptite, 0.01 to 3 vol% of carbon, and silicon carbide. An embodiment containing 0.1 to 35 vol% of silicon nitride and at least one selected from the group consisting of carbides, nitrides, borides, and silicides of group 4a element, group 5a element, and group 6a element is preferable. .

これらの耐摩耗性向上材の添加量は、材質、粒径、選択する材料の導電性などを加味し決定する。さらに導電性を有する耐摩耗性向上材の場合、誘電体層全体の体積抵抗率への影響を加味する必要がある。主要材とカーボンの適正な配合比率は前述と同様である。   The addition amount of these wear resistance improving materials is determined in consideration of the material, particle size, conductivity of the selected material, and the like. Further, in the case of a wear resistance improving material having conductivity, it is necessary to consider the influence on the volume resistivity of the entire dielectric layer. The proper blending ratio of the main material and carbon is the same as described above.

以上は、被吸着物と直接接触する誘電体層に用いられるセラミックスについて説明しているが、同様のセラミックスをセラミックス基板に使用する態様も好ましい。セラミックス基板に低熱膨張性セラミックスを使用し、誘導体層の低熱膨張性に合わせることにより、周囲の温度に変化が生じた場合でも、静電チャックに反りが発生するのを抑え、平面精度を維持することができる。したがって、セラミックス基板の室温での熱膨張係数は、誘電体層と同様に、1×10-6/℃以下が好ましく、−0.5〜0.5×10-6/℃がより好ましい。 Although the ceramics used for the dielectric layer in direct contact with the object to be adsorbed has been described above, an embodiment in which similar ceramics are used for the ceramic substrate is also preferable. By using low thermal expansion ceramics for the ceramic substrate and matching the low thermal expansion of the derivative layer, even if the ambient temperature changes, the electrostatic chuck is prevented from warping and the planar accuracy is maintained. be able to. Therefore, the thermal expansion coefficient at room temperature of the ceramic substrate is preferably 1 × 10 −6 / ° C. or less, more preferably −0.5 to 0.5 × 10 −6 / ° C., similarly to the dielectric layer.

実施例
純度99%以上で平均粒径が3μmのコーディエライト粉末(CO)、ユークリプタイト粉末(EU)およびスポジューメン粉末(SP)を主要材とし、粉末状のフェノール樹脂、平均粒径が0.5μmの窒化珪素(Si34)、タングステンカーバイト(WC)、炭化チタン(TiC)または硼化チタン(TiB)の各粉末を、原料段階で表1に示す割合となるように調合した。つぎに、溶媒としてエタノールを配合した後、ボールミルで24時間混合した。得られた混合物を乾燥仮焼した後、1300℃で、アルゴンガスの雰囲気下、400kgf/cm2によりホットプレス焼成し、セラミックスを得た。得られたセラミックスの物性を表1に示す。
Example Cordierite powder (CO), eucryptite powder (EU), and spodumene powder (SP) having a purity of 99% or more and an average particle size of 3 μm are used as main materials, and a powdered phenol resin with an average particle size of 0 Each powder of .5 μm silicon nitride (Si 3 N 4 ), tungsten carbide (WC), titanium carbide (TiC) or titanium boride (TiB) was prepared so as to have the ratio shown in Table 1 at the raw material stage. . Next, after blending ethanol as a solvent, it was mixed for 24 hours by a ball mill. The obtained mixture was dried and calcined, and then subjected to hot press firing at 1300 ° C. in an argon gas atmosphere at 400 kgf / cm 2 to obtain ceramics. Table 1 shows the physical properties of the obtained ceramics.

Figure 2005252170
Figure 2005252170

耐摩耗性はピンオンディスク法で測定した。測定された耐摩耗性が主要材の耐摩耗性とほぼ同一のものには△、主要材よりも優れているものには○、また主要材よりも劣るものには×を付した。   Abrasion resistance was measured by the pin-on-disk method. The measured wear resistance was marked with Δ when the wear resistance was almost the same as that of the main material, ◯ when the wear resistance was superior to the main material, and x when the wear resistance was inferior to the main material.

吸着性は、電極を内蔵した静電チャックを作成し、電極に電圧を印加したときの被吸着物との吸着の有無、および被吸着物へのリーク電流を測定し評価した。吸着を有するものには○、吸着がないもの、または吸着はあるもののリーク電流の大きいものは×とした。   The adsorptivity was evaluated by preparing an electrostatic chuck with an electrode built therein, and measuring the presence or absence of adsorption with the object to be adsorbed when a voltage was applied to the electrode, and the leakage current to the object to be adsorbed. Those having adsorption were marked with ◯, those without adsorption, or those with adsorption but large leakage current were marked with ×.

表1の結果から明らかなとおり、本発明のセラミックスは温度上昇に対する熱膨張係数がいずれも1×10-6/℃以下であり、吸着性も優れていた。したがって、かかる低熱膨張セラミックスを誘電体層とする静電チャックは、半導体製造時において室温での温度上昇に対しても熱膨張を低く抑え、回路の微細化に十分に対応できるとともに、被吸着物を強固に固定でき、有用であった。 As is apparent from the results in Table 1, the ceramics of the present invention had a thermal expansion coefficient of 1 × 10 −6 / ° C. or less with respect to temperature rise, and were excellent in adsorptivity. Therefore, the electrostatic chuck using such a low thermal expansion ceramic as a dielectric layer can sufficiently suppress the thermal expansion even when the temperature rises at room temperature during semiconductor manufacturing, and can sufficiently cope with the miniaturization of the circuit. Can be fixed firmly and was useful.

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   It should be understood that the embodiments and examples disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明によれば、半導体などの製造時において、室温雰囲気でも高精度の加工が可能であり、被吸着物を堅固に固定する静電チャックを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when manufacturing a semiconductor etc., a highly accurate process is possible also in room temperature atmosphere, and the electrostatic chuck which fixes a to-be-adsorbed object firmly can be provided.

Claims (5)

セラミックス基板と、電極層と、誘電体層を有する静電チャックにおいて、前記誘電体層は、
コーディエライト、スポジューメンおよびユークリプタイトよりなる群から選ばれた少なくとも1種である主要材を97〜99.99vol%含有し、
カーボンを0.01〜3vol%含有するセラミックスであって、
前記誘電体層の室温での熱膨張係数が1×10-6/℃以下であることを特徴とする静電チャック。
In an electrostatic chuck having a ceramic substrate, an electrode layer, and a dielectric layer, the dielectric layer is
97-99.99 vol% containing at least one main material selected from the group consisting of cordierite, spodumene and eucryptite,
A ceramic containing 0.01 to 3 vol% of carbon,
The electrostatic chuck according to claim 1, wherein the dielectric layer has a thermal expansion coefficient at room temperature of 1 × 10 −6 / ° C. or less.
前記誘電体層に用いられるセラミックスの体積抵抗率が、1×108〜1014Ωcmであることを特徴とする請求項1に記載の静電チャック。 The electrostatic chuck according to claim 1, wherein the volume resistivity of the ceramic used for the dielectric layer is 1 × 10 8 to 10 14 Ωcm. セラミックス基板と、電極層と、誘電体層を有する静電チャックにおいて、前記誘電体層は、
コーディエライト、スポジューメンおよびユークリプタイトよりなる群から選ばれた少なくとも1種である主要材を62〜99.89vol%含有し、
カーボンを0.01〜3vol%含有し、さらに
炭化珪素と、
窒化珪素と、
4a族元素、5a族元素および6a族元素の炭化物、窒化物、硼化物および珪化物と、
からなる群から選ばれた少なくとも1種を0.1〜35vol%含有するセラミックスであることを特徴とする静電チャック。
In an electrostatic chuck having a ceramic substrate, an electrode layer, and a dielectric layer, the dielectric layer is
62-99.89 vol% of a main material that is at least one selected from the group consisting of cordierite, spodumene and eucryptite,
Containing 0.01 to 3 vol% carbon, and silicon carbide;
Silicon nitride,
Carbides, nitrides, borides and silicides of Group 4a, 5a and 6a elements;
An electrostatic chuck comprising 0.1 to 35 vol% of at least one selected from the group consisting of:
前記誘電体層に用いられるセラミックスが、誘電体層の少なくとも吸着面に形成された請求項1〜3のいずれかに記載の静電チャック。   The electrostatic chuck according to claim 1, wherein the ceramic used for the dielectric layer is formed on at least an adsorption surface of the dielectric layer. 前記セラミックス基板の室温での熱膨張係数が、1×10-6/℃以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の静電チャック。 The electrostatic chuck according to claim 1, wherein the ceramic substrate has a thermal expansion coefficient at room temperature of 1 × 10 −6 / ° C. or less.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009259891A (en) * 2008-04-14 2009-11-05 Shin Etsu Chem Co Ltd Device having electrostatic attraction function

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