JP2016154178A - 静電チャック用部材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高い誘電率を示し、面内で均一に大きな吸着力を発揮し得る静電チャック用部材、及びその製造方法を提供する。【解決手段】半径Ｒの試料載置面を有し、少なくとも、前記試料載置面を構成する部分がサマリウムとアルミニウムとを含む複合酸化物を含有し、前記複合酸化物のＸ線回折プロファイルに基づく（１１０）面の相対ピーク強度が４０％以上であり、前記試料載置面における、中心からＲ／６までの前記複合酸化物を構成する粒子の平均粒径Ｄ１と外周からＲ／６までの前記複合酸化物を構成する粒子の平均粒径Ｄ２との内外粒径比（Ｄ１／Ｄ２）が０．６〜１．２である静電チャック部材及びその製造方法に関する。【選択図】図１

Description

本発明は、静電チャック用部材及びその製造方法に関する。

半導体製造工程において使用されるＣＶＤ装置、スパッタリング装置等の成膜装置、あるいは微細加工を施すためのエッチング装置等においては、ウェハを保持するためにチャック装置が用いられる。

このチャック装置としては、従来真空チャック方式やメカニカルクランプ方式が採用されてきたが、近年の半導体製造プロセスの高度化に伴い、半導体ウェハを静電引力により吸着する静電チャック方式が用いられるようになってきている。この静電チャック方式は、ウェハ平面度の矯正や均熱等の面において、従来の真空チャック方式やメカニカルクランプ方式に比べ優れた特性を発揮する。静電チャックの動作特性としては、電圧を印加している間は大きな吸着力を発生して被吸着物の落下等を防止し、電圧印加を解除したならば直ちに吸着力を小さくして被吸着物を容易に取り外し得ることが望ましい。

また、ＩＣ、ＬＳＩ、ＶＬＳＩ等の半導体装置の製造ラインには、フッ素系腐食性ガス、塩素系腐食性ガス等のハロゲン系腐食性ガス、及びこれらのプラズマを用いる工程がある。これらの工程では、静電チャックにより固定された半導体ウエハに対して、例えば、ドライエッチング、プラズマエッチング、クリーニング等の処理が実施される。これらの処理には、ＣＦ_４、ＳＦ_６、ＨＦ、ＮＦ_３、Ｆ_２等のフッ素系ガスや、Ｃｌ_２、ＳｉＣｌ_４、ＢＣｌ_３、ＨＣｌ等の塩素系ガス、これらのガスのプラズマ等が使用される。これらの腐食性ガスやプラズマは腐食性が高いため、これらの腐食性ガスやプラズマによる静電チャックを構成する静電チャック用部材の腐食が問題となっている。

従来は、静電チャック用部材に用いる耐食性材料として、イットリウム・アルミニウム・ガーネット（Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２、以下、ＹＡＧと略す）や、酸化イットリウム以外の希土類酸化物をＹＡＧに添加したもの等が使用されている（例えば、特許文献１〜３参照）。

特開２００４−３１５３０８号公報 特開２０１１−１５１３３６号公報 特開２０１２−９４８２６号公報

特許文献１〜３に記載されている耐食性部材は、フッ素系腐食性ガス、塩素系腐食性ガス等のハロゲン系腐食性ガス及びこれらのプラズマに対して高い耐腐食性を有する。
しかし、今後の半導体製造工程におけるチャック装置としては、試料載置部の耐電圧を高める必要があり、そのためには誘電層を厚くすることが有効であるが、面内で均一に大きな吸着力を得ようとすると誘電率を高める必要がある。

そこで、本発明は、高い誘電率を示し、面内で均一に大きな吸着力を発揮し得る静電チャック用部材、及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、まず、誘電率がさらに高い耐食性材料として、サマリウムとアルミニウムとを含む複合酸化物に着目した。しかし、この複合酸化物を、静電チャック用部材の試料載置面を構成する材料に単に適用しても、面内における誘電率のばらつきが見られることがあった。この原因について解析したところ、複合酸化物の焼成体を作製する際の焼成時に、焼成体表面の内側と外側との温度分布差により、反応による粒成長の度合いに分布が生じるため、面内で比誘電率に差が生じることを突き止めた。そしてこれによって、静電チャック部材の試料載置面として使用する際には、試料載置面内で吸着力がばらつくことがわかった。
上記知見をもとに本発明者らは、鋭意検討の結果、下記本発明に想到し当該課題を解決できることを見いだした。

［１］ 半径Ｒの試料載置面を有し、少なくとも、前記試料載置面を構成する部分がサマリウムとアルミニウムとを含む複合酸化物を含有し、前記複合酸化物のＸ線回折プロファイルに基づく（１１０）面の相対ピーク強度が４０％以上であり、前記試料載置面における、中心からＲ／６までの前記複合酸化物を構成する粒子の平均粒径Ｄ１と外周からＲ／６までの前記複合酸化物を構成する粒子の平均粒径Ｄ２との内外粒径比（Ｄ１／Ｄ２）が０．６〜１．２である静電チャック部材。
［２］ 前記複合酸化物の結晶構造が、斜方晶系結晶、三方晶系結晶、及び単斜晶系結晶からなる群から選択される少なくとも１種である［１］に記載の静電チャック部材。
［３］ 前記複合酸化物の相対密度が９７％以上である［１］又は［２］に記載の静電チャック部材。
［４］ 前記複合酸化物の焼成体の４０Ｈｚ以上の周波数領域における誘電率が２０以上である［１］〜［３］のいずれかに記載の静電チャック部材。
［５］ ［１］〜［４］のいずれかに記載の静電チャックの製造方法であって、
（Ａ）少なくとも、酸化アルミニウム粉体及び酸化サマリウム粉体を溶媒中に分散させてなるスラリーを調製するスラリー調製工程と、
（Ｂ）前記スラリーを乾燥させた後、その乾燥温度よりも高温で、後の焼成工程における焼成温度よりも低温で仮焼する仮焼工程と、
（Ｃ）前記仮焼して得られた仮焼粉末を造粒し顆粒とした後、該顆粒から所定形状の成型体を得る成型工程と、
（Ｄ）前記成型体を焼成して焼成体とする焼成工程と、
を順次含む静電チャックの製造方法。

本発明によれば、高い誘電率を示し、面内で均一に大きな吸着力を発揮し得る静電チャック用部材、及びその製造方法を提供することができる。

本発明に係る内外粒径比の測定箇所の例についての概略を説明する説明概略図である。

以下、本発明の静電チャック部材及びその製造方法について説明する。ここで、本明細書において、「Ｘ〜Ｙ」（Ｘ，Ｙ：任意の数）との表現は、特に断らない限り、「Ｘ以上Ｙ以下」を意味する。

［静電チャック部材］
本発明の静電チャック部材は、半径Ｒの試料載置面を有し、少なくとも、この試料載置面を構成する部分（以下、「試料載置部」ということがある）がサマリウムとアルミニウムとを含む複合酸化物を含有する。

本発明に係る静電チャック部材は例えば、試料載置部の背面（試料載置面とは反対側）に静電吸着用内部電極層と、この静電吸着用内部電極層を埋設する接着剤層と、絶縁性材料層とをこの順に有する構成となっている。ここで、試料載置面は、試料を静電吸着し、これを脱離する面である。そして、試料載置部は、この試料載置面を有する板状体等であることが好ましい。

試料載置部に含まれる複合酸化物のＸ線回折プロファイルに基づく（１１０）面の相対ピーク強度は４０％以上であり、４０〜１００％であることが好ましく、５０〜８０％であることがより好ましい。相対ピーク強度が４０％未満であると、複合酸化物における（１１０）面の配向度が低いため誘電率が低くなり、十分な吸着力と耐電圧が得られない。
相対ピーク強度を４０％以上とするには、焼成工程において少なくとも一軸以上の加圧をしながら焼成すればよい。
ここで、「Ｘ線回折プロファイルに基づく（１１０）面の相対ピーク強度」とは、複合酸化物に属するＳｍＡｌＯ_３化合物の斜方晶系結晶における（０２０）面を１００％とした時の（１１０）面の相対ピーク強度をいう。

また、本発明に係る試料載置面におけて、その中心からＲ／６までの複合酸化物を構成する粒子の平均粒径Ｄ１と外周からＲ／６までの複合酸化物を構成する粒子の平均粒径Ｄ２との内外粒径比（Ｄ１／Ｄ２）は０．６〜１．２となっている。

内外粒径比が０．６未満であると、中心部の吸着力が低下するためシリコンウエハに反りが生じ、１．２を超えると、外周部の吸着力が低下するため、同様にシリコンウエハに反りが生じる。内外粒径比は、０．７〜１．１であることが好ましく、０．８〜１．０であることがより好ましい。

ここで、「中心からＲ／６までの複合酸化物を構成する粒子の平均粒径Ｄ１」は、図１に示すように、半径Ｒの試料載置面１０の中心Ｃから半径Ｒ／６までの領域１０Ａ内から任意に１０箇所を抽出し、１箇所に付き１００個の粒子の粒径を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて観察することにより、１０００個の粒子径の平均値として計算して求める。
また、「外周からＲ／６までの複合酸化物を構成する粒子の平均粒径Ｄ１」は、図１に示すように、中心から半径５Ｒ／６の円からさらに外周側にある領域１０Ｂ内の任意に１０箇所を抽出し、１箇所に付き１００個の粒子の粒径を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて観察することにより、１０００個の粒子径の平均値として計算して求める。

また、複合酸化物の結晶構造としては特に限定されないが、斜方晶系結晶、三方晶系結晶、及び単斜晶系結晶からなる群から選択される少なくとも１種であることが誘電率に優れるため好ましい。なかでも、斜方晶系の結晶構造がより好ましい。

複合酸化物としては、ペロブスカイト型構造（ＳｍＡｌＯ_３）を含むことが好ましい。サマリウムおよびアルミニウムを含み、好ましくはペロブスカイト型構造を有する酸化物であれば、他の元素を含んでもよい。しかし、この酸化物は、酸化物を構成する原子がサマリウム、アルミニウムおよび酸素で大部分占められる酸化物であることが好ましい。

上記酸化物におけるサマリウム：アルミニウム（モル比）の範囲は、７３：２７〜３５：６５であることが好ましく、６５：３５〜４０：６０であることがより好ましく、６０：４０〜４５：５５であることがさらに好ましい。上記酸化物におけるサマリウム：アルミニウム（モル比）の範囲が７３：２７〜３５：６５であると、上記酸化物の主要な構造をペロブスカイト型構造にすることができる。

試料載置部における上記酸化物の割合は、８０体積％以上であることが好ましく、９０体積％以上であることがより好ましく、９５体積％以上であることがさらに好ましい。耐食性部材における上記酸化物の割合が８０体積％以上であると、試料載置部の誘電率を高くすることができるとともに、電界を印加したときの静電チャックの吸着力を強くし、電界の印加を停止したときの静電チャックの残留吸着力を弱くすることができる。

複合酸化物を焼結して得られる焼成体の相対密度は９７％以上であることが好ましく、９７．５％以上であることがより好ましく、９８％以上であることがさらに好ましい。９７％以上であることで、表面開気孔部分からの粒子の脱離によるパーティクル（発塵）の発生や反応性ガスプラズマに対する耐食性の低下を抑えることができる。

複合酸化物の焼成体の体積抵抗値は、室温（例えば２５℃）において１×１０^１３Ω・ｃｍ以上であることが好ましく、１×１０^１４Ω・ｃｍ以上であることがより好ましい。体積抵抗値が１×１０^１３Ω・ｃｍ以上であることで、リーク電流によりシリコンウエハとセラミックス誘電体にダメージが与えられるのを防ぐことができる。また、残留吸着力の発生を抑制することができる。

複合酸化物の焼成体の４０Ｈｚ以上の周波数領域における誘電率（例えば２５℃）は２０以上であることが好ましく、２０〜４０がより好ましい。誘電率が２０以上であることで十分な吸着力が得られる。
また、焼成体の誘電正接（ｔａｎδ）は４０Ｈｚ以上の周波数領域において０．１以下であることが好ましく、０．０６以下がより好ましい。４０Ｈｚ以上の周波数領域において０．１以下であると、半導体製造工程におけるプラズマエッチング処理中に発熱することがなく、温度上昇による吸着力のバラツキや破損を抑えることができる。

複合酸化物の焼成体を厚さ１ｍｍに加工し、アルミナセラミックス／電極／焼成体の構成で接着し、試料載置面（焼成体の表面）温度２５℃にて２．０ｋＶの電圧を印加した際の静電吸着力は、静電チャックとしての実用性を考慮すると、３０ｔｏｒｒ以上であることが好ましく、３０〜６０ｔｏｒｒであることがより好ましい。

また焼成体を厚さ１ｍｍに加工し、アルミナセラミックス／電極／焼成体の構成で接着し、試料載置面（焼成体の表面）温度２５℃にて２．０ｋＶの印加電圧を６０秒間付与した後、電圧の印加を解除してその直後に測定した残留吸着力は、静電チャックとしての実用性を考慮すると、１０ｔｏｒｒ以下であることが好ましく、７ｔｏｒｒ以下であることがより好ましい。

本発明の静電チャック部材は、高い誘電率を示し、面内で均一に大きな吸着力を発揮し得るものであるが、特に試料載置面の径（半径Ｒ）が大きいものに対してもその効果が得られる。例えば、半径Ｒは、５０〜２５０ｍｍであることが好ましく、１００〜２００ｍｍであることがより好ましい。
また、試料載置部の厚みは０．１〜５ｍｍであることが好ましく、０．３〜２ｍｍであることがより好ましい。

［静電チャック部材の製造方法］
本発明の静電チャック部材の製造方法は、
（Ａ）少なくとも、酸化アルミニウム粉体及び酸化サマリウム粉体を溶媒中に分散させてなるスラリーを調製するスラリー調製工程と、
（Ｂ）スラリーを乾燥させた後、その乾燥温度よりも高温で、後の焼成工程における焼成温度よりも低温で仮焼する仮焼工程と、
（Ｃ）仮焼して得られた仮焼粉末を造粒し顆粒とした後、該顆粒から所定形状の成型体を得る成型工程と、
（Ｄ）成型体を焼成して焼成体とする焼成工程と、
を順次含む。また、（Ｄ）焼成工程の後に（Ｅ）アニール処理工程を設けてもよい。

（Ａ）スラリー調製工程：
原料粉末である酸化アルミニウム粉末と酸化サマリウム粉末の一次粒子の平均粒径は、０．０１〜１．０μｍ程度であることが好ましい。０．０１〜１．０μｍ程度であることで、ハンドリングの低下を防ぎ、焼結性が悪化、密度の低下を防止するとともに、焼成体中の粒子径が大きくなることによる腐食性ガス又はそのプラズマ中での劣化をも有効に防ぐことができる。それぞれの原料粉末は、市販のものを使用することができる。

原料粉末を混合してスラリーとするためには溶媒が使用される。溶媒としては特に制限はなく、例えば、水、アルコール類等が挙げられる。また、原料粉末の混合には分散剤を用いてもよい。分散剤としては特に制限はなく、粉末表面に吸着し分散効率を上げるものが使用されるが、金属不純物を低減するため、対イオンとして金属イオンを含まないものが好ましい。分散剤は異なる粉末同士のヘテロ凝集を防止する意味でも添加されることが好ましい。

原料粉末の混合には、分散機を用いるのが効率的である。分散機の使用により粒子表面への分散剤の吸着効率が向上すると共に、異なる粉末同士の均一な混合が可能となる。分散機は特に制限はなく、例えば、超音波、遊星ボールミル、ボールミル、サンドミル等のメディアを用いた分散機や、超高圧粉砕分散機等のメディアレス分散機を好適に用いることができる。上記メディアレス分散機は分散時のコンタミの混入が少なく、半導体製造装置用の静電チャックの用途には特に有利である。

（Ｂ）仮焼工程：
本工程では、スラリー調製工程で得られたスラリーから、フィルタープレス、遠心分離、及びフィルター濾過等の方法により、固体成分と液体成分とを分離する。ケーキ状の固体成分は、その後、真空乾燥等により、溶媒を完全に除去し粉末状とする。乾燥温度は７０〜４００℃程度とすることが好ましい。

得られた粉末は焼成炉を用いて、乾燥温度よりも高温で、後の焼成工程における焼成温度よりも低温で仮焼する。例えば、７００℃〜１２００℃の温度（好ましくは８００〜１１００℃）で、２時間〜１０時間（好ましくは３〜８時間）、仮焼する。これよりＡｌ_２Ｏ_３とＳｍ_２Ｏ_３を反応させた、サマリウムとアルミニウムとを含む複合酸化物粉末（仮焼粉末）が得られる。

上記仮焼温度を７００℃以上とすることで十分に反応を進行させることができ、１２００℃以下とすることで反応と共に進行し得る粒成長を抑制し、次の成形工程において成形体の密度低下と強度低下を抑えることができる。
なお、仮焼粉末の比表面積は、１ｍ^２／ｇ〜１００ｍ^２／ｇが好ましい。１ｍ^２／ｇ以上であることで成形体と焼成体の密度低下を防ぐことができる。１００ｍ^２／ｇ以下であることで粒子同士の接触面積が小さくなることが防がれ、成形体の強度を良好に維持できる。

次に、ボールミルにより仮焼粉末を粉砕する。ボールミル及びポットの材質は、セラミックス製が好ましい。樹脂製では仮焼粉末により削れるため粉砕効率が悪い。さらに、不純物の低減の理由から、高純度のアルミナが好ましい。ボール径は、特に限定されないが、粉砕効率の観点より粒径０．０１ｍｍ〜５０ｍｍの単一ボールもしくは複合して用いてもよい。粒径が０．０１ｍｍ以上であれば粉砕力が小さいということはなく粗大粒子を良好に粉砕できる。また、粒径が５０ｍｍ以下であれば所望の微細粒子径まで粉砕することができる。粉砕した仮焼粉末は、公知の方法により分級する。

上記のような仮焼工程では、主に原料粉末の反応が進行する。そして後の工程（焼成工程）で焼結が行われる。このように反応と焼結の工程をそれぞれ分けることにより、未反応Ｓｍ_２Ｏ_３と未反応Ａｌ_２Ｏ_３量を低減することができ、結果として誘電率の向上した静電チャック部材とすることができる。

（Ｃ）成型工程：
本工程では、（Ｂ）工程で得られた仮焼粉末を再度スラリー化した後、造粒して顆粒とし、さらにこの顆粒から所定形状の成型体を得る。
仮焼粉末を再度スラリー化するには、（Ａ）スラリー調製工程と同様の操作を実施すればよい。

スラリーから顆粒形状に造粒する方法は、特に限定されず、転動造粒法、流動層造粒法、攪拌造粒法、噴霧乾燥造粒法等の公知の造粒法が挙げられ、造粒装置としては、例えばスプレードライヤー等が好適に用いられる。造粒後の顆粒の平均粒径は、３０μｍ〜１００μｍの範囲であることが好ましい。顆粒の平均粒径は、光学顕微鏡を用い、１００個の粒子について最大径を測定し、その平均として求める。
こうして得られた顆粒を周知の成型手段により所定の形状に成型した後、大気中、不活性雰囲気中あるいは真空中にて、５０〜６００℃程度にて脱脂を行うことが好ましい。
なお、所定の形状としては、例えば、円筒形、円柱形といった形状が挙げられる。

（Ｄ）焼成工程：
本工程では、（Ｃ）工程で得られた成型体を焼成して焼成体とする。
不活性ガス雰囲気中、１３００℃〜１８００℃にて１〜３時間程度焼成することにより、９７％以上の相対密度を有する緻密な焼成体を作製することができる。焼成温度が１３００℃以上とすることで焼結を良好に進行させることができる。また、１８００℃以下とすることで溶解が起こるのを防ぐことができる。

焼成工程における焼成は、ホットプレスにより加圧しつつ所定の温度に加熱する処理であることが好ましい。

本発明者らは、鋭意検討した結果、ホットプレスにおける一軸加圧圧力により、（１１０）面の相対ピーク強度を制御し高めることにより、誘電率が向上することを知見した。そして、誘電率の向上により、誘電層の厚みを厚くすることができ、耐電圧を改善させることができる。

一軸加圧力としては、１０ＭＰａ〜４０ＭＰａが好ましく、２０ＭＰａ〜３０ＭＰａがより好ましい。１０ＭＰａ以上とすることで所望の密度が得られ、結晶成長面の制御もしやすい。４０ＭＰａ以下とすることでホットプレスの炭素冶具の消耗を抑えることができる。
ホットプレスにおける一軸加圧力で複合酸化物の結晶相を制御することにより、誘電率と吸着力を向上させることができる。

以上のような工程を経て、さらに公知の工程を適宜経ることで本発明に係る静電チャック部材が製造される。特に、上記製造工程を経て得られる静電チャック部材は、大型の焼成体における内外の温度分布により生じていた反応ムラが改善されているため、面内の誘電率及び吸着力がより均一に改善されている。また、ホットプレスでは粒成長を制御することにより、段階的に反応と粒成長を制御し、未反応原料の低減と焼成体（特に大型）の面内の内外に発生する特性のばらつきを抑制することができる。
なお、より良好な静電チャック部材を得るために、下記のような(Ｅ)アニール処理工程を（Ｄ）工程の後に設けてもよい。

(Ｅ)アニール処理工程：
本工程では、（Ｄ）工程で得られた焼成体を大気中でアニール処理を行う。アニール処理温度は１０００℃〜１６００℃が好ましく、１２００〜１４００℃がより好ましい。処理時間は２〜１０時間が好ましく、５〜１０時間がより好ましい。
アニール処理温度が１０００℃以上であることで酸素欠陥をなくすことができ、１６００℃以下であることでサマリウムの欠陥の発生を抑制し、可動電荷の発生により体積抵抗値及びｔａｎδの増加するのを防ぐことできる。

次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例によってなんら限定されるものではない。

各例における諸特性は以下に示す方法に従って測定した。
（１）焼成体の相対密度
アルキメデス法により、実施例および参考例で得られた耐食性部材の密度を測定し、下記式により求めた理論密度で、測定した密度を割り算して相対密度を算出した。
単位胞重量（ｇ）＝酸化サマリウムアルミニウム結晶相の各単位胞重量×各結晶相のｍｏｌ％
単位胞体積（ｃｍ^３）＝酸化サマリウムアルミニウム結晶相の各単位胞体積×各結晶相のｍｏｌ％
理論密度（ｇ／ｃｍ^３）＝単位胞重量／単位胞体積
なお、酸化サマリウムアルミニウムの各結晶相％のｍｏｌ％は、原料粉体の仕込み量から算出した。

（２）焼成体における結晶相の同定
粉末Ｘ線回折法により、実施例および参考例で得られた耐食性部材の結晶相の同定を行った。粉末Ｘ線回折には、Ｘ線回折装置（ＰＡＮａｌｙｔｉｃａｌ社製、Ｘ’Ｐｅｒｔ ＰＲＯ ＭＰＤ）を使用した。
Ｘ線回折プロファイルに基づく、ＳｍＡｌＯ_３化合物の（１１０）面の相対ピーク強度は、バックグラウンドを除去した後、（０２０）面のピーク強度を１００％とした際の相対ピーク強度比として算出した。

（３）焼成体の誘電率、誘電正接
４０Ｈｚの周波数領域における誘電率（２５℃）と誘電正接を、測定機器としてＡｇｉｌｅｎｔ社製、機種名「Ａｇｉｌｅｎｔ ４２９４Ａ プレシジョン・インピーダンス・アナライザー」を用いて測定した。実施例および参考例で得られた焼成体は６０ｍｍ××６０ｍｍ×１ｍｍに加工した物を用いた。

（４）固有体積抵抗値
固有体積抵抗値（２５℃）は３端子法にて測定した。測定機器としてアドバンテスト社製、機種名「デジタル超高抵抗/電流計Ｒ８３０４０Ａ」を用いて、印加電圧５００Ｖ、保持時間６０秒での電流値から、換算して求めた。焼成体は６０ｍｍ×６０ｍｍ×1ｍｍに加工したものを用いた。

（５）焼成体の吸着力と残留吸着力
・吸着力
実施例および参考例で得られた耐食性部材を厚さ１．０ｍｍに加工し、加工した耐食性部材とアルミナセラミックスとの間に電極を埋設した接着層を形成して静電チャックを作製した。静電チャックの試料載置面温度を２５℃にし、２．０ｋＶの電圧を電極に６０秒間印加して、１インチのシリコンウエハを静電チャックに真空中（＜０．５Ｐａ）で吸着させた。そして、１インチのシリコンウエハに対する吸着力を測定した。測定はロードセルを用いた引き剥がしにより行い、そのとき発生した最大引き剥がし応力を吸着力とした。

・残留吸着力
実施例および参考例で得られた耐食性部材を厚さ１．０ｍｍに加工し、加工した耐食性部材とアルミナセラミックスとの間に電極を埋設した接着層を形成して静電チャックを作製した。静電チャックの試料載置面温度を２５℃にし、２．０ｋＶの電圧を電極に６０秒間印加して、１インチのシリコンウエハを静電チャックに真空中（＜０．５Ｐａ）で吸着させた。その後、電圧の印加を停止し、電圧の印加を停止した直後の１インチのシリコンウエハに対する残留吸着力を測定した。測定はロードセルを用いた引き剥がしにより行い、そのとき発生した最大引き剥がし応力を残留吸着力とした。

なお、（５）吸着力・残留吸着力の測定は、直径３００ｍｍの焼成体の中心部及び周辺部において実施した。ここで、中心部とは中心点（図１における点Ｃ）及び中心点から０°、９０°、１８０°、２７０°の方向で、５０ｍｍの距離にある位置（図１における点Ｄ〜Ｇ）であり、周辺部とは中心点から０°、９０°、１８０°、２７０°の方向で外周から５０ｍｍの距離にある位置（図１における点Ｊ〜Ｍ）とした。
また、（１）相対密度、（２）結晶相の同定、（３）誘電率・誘電正接、および（４）固有体積抵抗値は中心で測定した。

（６）内外粒径比
「中心からＲ／６までの複合酸化物を構成する粒子の平均粒径Ｄ１」は、図１に示すように、半径Ｒの試料載置面１０の中心Ｃから半径Ｒ／６までの領域１０Ａ内から任意に１０箇所を抽出し、１箇所に付き１００個の粒子の粒径を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて観察することにより、１０００個の粒子径の平均値として計算して求めた。
また、「外周からＲ／６までの複合酸化物を構成する粒子の平均粒径Ｄ１」は、図１に示すように、中心から半径５Ｒ／６の円からさらに外周側にある領域１０Ｂ内の任意に１０箇所を抽出し、１箇所に付き１００個の粒子の粒径を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて観察することにより、１０００個の粒子径の平均値として計算して求めた。
これらの値から、内外粒径比であるＤ１／Ｄ２を求めた。

（実施例１）
（Ａ）スラリーの調製工程：
市販（大明化学工業（株）製、型番：ＴＭ−５Ｄ）の平均粒径が０．１μｍの酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）粉末と、市販（日本イットリウム（株）製、型番：Ｎ−ＳＭ３ＣＰ）の平均粒径が０．１μｍの酸化サマリウム（Ｓｍ_２Ｏ_３）粉末を表１の原料モル比となるように秤量した。
次に原料粉末（Ｓｍ_２Ｏ_３＋Ａｌ_２Ｏ_３）に対して５質量％の分散剤を添加し、水を溶媒として撹拌と超音波処理を行い、予備分散を行った。分散剤としては中京油脂社製、型番；Ｄ−７３５を用いた。この予備分散液をボールミル装置で分散・粉砕処理を行い、スラリーを調製した。

（Ｂ）仮焼工程：
上記スラリーについてフィルタープレスを用いて濾過し、ケーキ状の固体物を採取した。ケーキ状の固体物は真空乾燥器を用いて１１０℃、１０時間の乾燥を行い溶媒を完全に除去した。次いで、乾燥した混合粉末を焼成炉を用いて１０００℃、２時間で焼成することにより反応させサマリウムとアルミニウムとを含む複合酸化物粉末（仮焼粉末）とした。

（Ｃ）成型工程：
前記複合酸化物粉末をボールミルにより再度スラリー化し、スプレードライヤーにて造粒し顆粒とした。次いでこの顆粒を周知の成型手段により所定形状に成型した。その後、この成型体を５００℃、大気中で４時間加熱して脱脂処理を行った。

（Ｄ）焼成工程：
ホットプレスを用いてアルゴン中で、１５００℃、２時間加圧焼成し、焼成体を得た。この際の加圧力は２０ＭＰａとした。

（Ｅ）アニール処理工程：
得られた焼成体を大気中で１４００℃、１０時間加熱処理（アニール処理）を行った。
得られた焼成体は（１）〜（５）の評価を行った。得られた焼成体の特性を表１に示す。

（実施例２）
（Ｄ）焼成工程において加圧力を１０ＭＰａとした以外は、実施例１と同様にして焼成体を作製し、各評価を行った。結果を表１に示す。

（実施例３）
（Ｄ）焼成工程において加圧力を３０ＭＰａとした以外は、実施例１と同様にして焼成体を作製し、各評価を行った。結果を表１に示す。

（実施例４）
（Ｄ）焼成工程において加圧力を４０ＭＰａとした以外は、実施例１と同様にして焼成体を作製し、各評価を行った。結果を表１に示す。

（実施例５）
（Ｅ）アニール処理工程においてアニール温度を９００℃とした以外は、実施例１と同様にして焼成体を作製し、各評価を行った。結果を表１に示す。

（実施例６）
（Ａ）スラリーの調製工程において酸化サマリウムと酸化アルミニウムの原料モル比を７０：３０に変更した以外は、実施例１と同様にして焼成体を作製し、各評価を行った。結果を表１に示す。

（実施例７）
（Ａ）スラリーの調製工程において酸化サマリウムと酸化アルミニウムの原料モル比を４０：６０に変更した以外は、実施例１と同様にして焼成体を作製し、各評価を行った。結果を表１に示す。

（参考例１）
（Ｂ）仮焼工程を除いた以外は、実施例１と同様にして焼成体を作製し、各評価を行った。結果を表１に示す。

（参考例２）
（Ｄ）焼成工程において加圧力を０ＭＰａ（常圧焼結）とした以外は、実施例１と同様にして焼成体を作製し、各評価を行った。結果を表１に示す。

（参考例３）
（Ａ）スラリーの調製工程において酸化サマリウムと酸化アルミニウムの原料モル比を８０：２０に変更した以外は、実施例１と同様にして焼成体を作製し、各評価を行った。結果を表１に示す。

（参考例４）
（Ａ）スラリーの調製工程において酸化サマリウムと酸化アルミニウムの原料モル比を３０：７０に変更した以外は、実施例１と同様にして焼成体を作製し、各評価を行った。結果を表１に示す。

表１より、実施例１〜７では、相対密度は９７％以上で緻密化していた。また、比誘電率と吸着力は高い値を示し、中心部と周辺部での差は小さかった。
実施例１〜７では、固有体積抵抗値は１×１０^１５Ω・ｃｍ以上であり高抵抗を示した。残留吸着力は問題ないレベルであった。
なお、実施例５では、アニール温度の低下により、複合酸化物焼成体中に酸素欠陥・金属が残留し、固有体積抵抗値の低下およびｔａｎδの増加に繋がった。吸着力は増加する一方で、残留吸着力が発生していた。
一方、参考例１では周辺部の吸着力に問題は無いが、中心部では低い結果となった。すなわち、仮焼工程を省くことにより、周辺部におけるＳｍ_２Ｏ_３とＡｌ_２Ｏ_３の反応が不十分であり、未反応原料が残留し、低誘電率・低吸着力となったものと推測される。
参考例２では、（１１０）面の相対ピーク強度が低く、低誘電率・低吸着力を示した。常圧焼結では、（１１０）面の配向度が低下するためであると考えられる。
参考例３，４も、相対ピーク強度が低く、低誘電率・低吸着力を示した。

Claims (5)

1. 半径Ｒの試料載置面を有し、
   少なくとも、前記試料載置面を構成する部分がサマリウムとアルミニウムとを含む複合酸化物を含有し、
   前記複合酸化物のＸ線回折プロファイルに基づく（１１０）面の相対ピーク強度が４０％以上であり、
   前記試料載置面における、中心からＲ／６までの前記複合酸化物を構成する粒子の平均粒径Ｄ１と外周からＲ／６までの前記複合酸化物を構成する粒子の平均粒径Ｄ２との内外粒径比（Ｄ１／Ｄ２）が０．６〜１．２である静電チャック部材。
2. 前記複合酸化物の結晶構造が、斜方晶系結晶、三方晶系結晶、及び単斜晶系結晶からなる群から選択される少なくとも１種である請求項１に記載の静電チャック部材。
3. 前記複合酸化物の相対密度が９７％以上である請求項１又は２に記載の静電チャック部材。
4. 前記複合酸化物の焼成体の４０Ｈｚ以上の周波数領域における誘電率が２０以上である請求項１〜３のいずれか１項に記載の静電チャック部材。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の静電チャックの製造方法であって、
   （Ａ）少なくとも、酸化アルミニウム粉体及び酸化サマリウム粉体を溶媒中に分散させてなるスラリーを調製するスラリー調製工程と、
   （Ｂ）前記スラリーを乾燥させた後、その乾燥温度よりも高温で、後の焼成工程における焼成温度よりも低温で仮焼する仮焼工程と、
   （Ｃ）前記仮焼して得られた仮焼粉末を造粒し顆粒とした後、該顆粒から所定形状の成型体を得る成型工程と、
   （Ｄ）前記成型体を焼成して焼成体とする焼成工程と、
   を順次含む静電チャックの製造方法。