JP3348140B2

JP3348140B2 - 静電チャック

Info

Publication number: JP3348140B2
Application number: JP8528196A
Authority: JP
Inventors: 守小坂井; 雅之石塚; 浩之伊藤; 浩稲妻地
Original assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Priority date: 1996-04-08
Filing date: 1996-04-08
Publication date: 2002-11-20
Anticipated expiration: 2016-04-08
Also published as: JPH09283607A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハー、
金属ウエハー、ガラス板等を静電気力によって吸着し、
保持するための、静電チャックに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、半導体や液晶等の製造時におい
ては、半導体ウエハーやガラス板の固定方法として、真
空チャックもしくはクランプによる固定方法が採用され
ている。しかし、真空チャックによる固定方法は、真空
条件下では、圧力差がないため採用できない。また、ク
ランプによる機械的固定方法では、半導体ウエハーやガ
ラス板のうち固定部分がデバイスとして使用することが
できず、また半導体ウエハーやガラス板に部分的な歪み
を生じる他、クランプの昇降によるパーティクル発生の
問題を有している。

【０００３】こうした従来の技術が有する問題点を解決
するものとして、静電気力を利用したセラミックス静電
チャックが注目され始めている。セラミックス静電チャ
ックの材質としては、酸化チタンをアルミナに含有させ
た複合焼結体（特開昭６２−９４９５３号公報、特開平
３−２０４９２４号公報）、窒化チタンをアルミナ等の
セラミックスに含有させた複合焼結体（特開平６−８０
８９号公報）が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、酸化チ
タンをアルミナに含有させてなる絶縁部を備えた静電チ
ャックにあっては、この複合焼結体の抵抗値の温度依存
性が大きいため、プラズマ等により静電チャックの温度
が上昇した場合、絶縁部の抵抗値が低下し、ウエハーに
過度の電流が流れ、ウエハーの回路が破壊されるという
問題点を有している。

【０００５】また、酸化チタンは、ＣＦ₄，ＢＣｌ₃等
のハロゲン系ガスのプラズマに対する耐蝕性が乏しく、
これらのハロゲン系ガスをエッチングもしくはクリーニ
ングガスとして使用するプラズマエッチング装置、ＣＶ
Ｄ装置等への使用には、制約がある。更に、酸化チタン
を含有するアルミナは、酸化チタンを含有しないアルミ
ナと比較して、強度が低い。また、熱膨張係数が大きい
ことから、耐熱衝撃性が乏しく、高温下の使用時に、熱
応力による破損の危険性が高い。

【０００６】一方、窒化チタンをアルミナ等のセラミッ
クスに含有させてなる絶縁部を備えた静電チャックにあ
っては、酸素を含むエッチングガス雰囲気下では、窒化
チタンの酸化に起因する表面劣化が著しい。また、酸化
チタンを含有させたアルミナと同様に、ＣＦ₄，ＢＣｌ
₃等のハロゲン系ガスのプラズマに対する耐蝕性が乏し
く、これらのガスをエッチングもしくはクリーニングガ
スとして使用するプラズマエッチング装置、ＣＶＤ装置
等への使用には、制約がある。

【０００７】本発明は、静電チャックの温度が上昇した
場合に、絶縁部の抵抗値が過度に低下することを防止
し、静電チャックのハロゲン系ガスのプラズマに対する
耐蝕性を向上させ、かつその強度および耐熱衝撃性をも
向上させることである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、電極と、この
電極の両側にそれぞれ設けられている絶縁部とを備えて
いる静電チャックであって、少なくとも吸着面側の前記
絶縁部が、平均粒子径が０．５μｍ以下であり、表層に
厚さ０．０５μｍ以下の酸化膜を有する炭化珪素粉末
と、酸化アルミニウム粉末との混合粉末を非酸化性雰囲
気下において焼結することによって得られた複合焼結体
からなり、この複合焼結体中における前記炭化珪素粒子
同士がムライト質物質を介して接触しており、この複合
焼結体の室温における体積固有抵抗値が１×１０^８Ωcm
以上、１×１０⁵Ωcm以下であり、前記複合焼結体中の
前記炭化珪素粒子の平均粒子径が１μｍ以下であること
を特徴とする静電チャックに係るものである。

【０００９】本発明の好適な態様においては、複合焼結
体中の炭素珪素の含有量が５重量％以上、３０重量％以
下である。また、他の好適な態様においては、複合焼結
体中のムライト質物質が、炭化珪素粒子の表面に厚さ
０．１μｍ以下の酸化物として存在している。

【００１０】

【００１１】本発明者は、電気伝導度の温度依存性が少
なく、ハロゲンガスに対する耐蝕性に優れ、硬度および
強度が大きく、かつ耐熱性に富む静電チャックを開発す
べく、種々検討した結果、静電チャックの材質として、
酸化アルミニウムと炭化珪素を含むと共に、炭化珪素粒
子同士がムライト質物質を介して相互に接触している複
合焼結体が適することを見い出した。

【００１２】即ち、静電チャックンの少なくとも吸着面
側の前記絶縁部が、平均粒子径が０．５μｍ以下であ
り、表層に厚さ０．０５μｍ以下の酸化膜を有する炭化
珪素粉末と、酸化アルミニウム粉末との混合粉末を非酸
化性雰囲気下において焼結することによって得られた複
合焼結体からなり、この複合焼結体中における前記炭化
珪素粒子同士がムライト質物質を介して接触しており、
この複合焼結体の室温における体積固有抵抗値が１×１
０^８Ωcm以上、１×１０⁵Ωcm以下であり、前記複合焼
結体中の前記炭化珪素粒子の平均粒子径が１μｍ以下と
する。ここに、「ムライト質物質」とは、酸化アルミニ
ウムとムライトとの固溶体またはガラス、または酸化珪
素とムライトとの固溶体またはガラスを、総称するもの
とする。

【００１３】即ち、この複合焼結体により形成された静
電チャックは、ハロゲンガスのプラズマによる腐食が少
なく、かつアルミナと比較して強度、硬度ともに優れて
いるので、パーティクルの発生も少なく、かつ耐熱性に
富み、高温下の使用において熱応力による破損の危険性
がない。そして、複合焼結体の粒子径、炭化珪素量、ム
ライト質物質の存在量を制御することにより、体積固有
抵抗値を、１×１０^８Ω・ｃｍ以上、１×１０^１５Ω・
ｃｍ以下とし、複合焼結体中の炭化珪素粒子の平均粒子
径が１μｍ以下としたものである。更に、複合焼結体中
の炭化珪素粒子の平均粒子径を１μｍ以下とすることに
よって、炭化珪素の添加による強度向上の効果が著し
く、プラズマに曝されたときに電場が炭化珪素部分に集
中して大きな損傷を受けるおそれがない。更に、前記複
合焼結体は、平均粒子径が０．５μｍ以下、かつ表層に
厚み０．０５μｍ以下の酸化膜を有する炭化珪素粉末
と、酸化アルミニウム粉末からなる混合粉末を、非酸化
性雰囲気下で焼結することにより、作製できる。即ち、
平均粒子径が０．５μｍを超える炭化珪素粉末を使用し
てなる複合焼結体では、焼結体中の炭化珪素の平均粒子
径が１μｍを超え、複合焼結体の強度増加の効果が少な
く、プラズマに曝されたときに電場が炭化珪素部分に集
中して大きな損傷を受けるので、好ましくない。また、
炭化珪素粒子の表面に厚さ０．０５μｍ以下の酸化膜を
有する炭化珪素粉末を用いることによって、炭化珪素粒
子表面の酸化珪素と酸化アルミニウムとを反応させて、
ムライト質酸化物の絶縁膜を炭化珪素粒子表面に生成さ
せることができ、これによって抵抗値の急激な低下を抑
制することができる。

【００１４】また、複合焼結体中の炭化珪素の含有量
を、５重量％以上、３０重量％以下とするのが好まし
い。即ち、焼結体の粒子径等にも依存するが、炭化珪素
の含有量を５重量％以上とすることによって、炭化珪素
の添加による複合焼結体の硬度、強度の増加の効果が顕
著となり、また体積固有抵抗値が１×１０^{1 5}Ω・ｃｍ
以下となるので、ウエハー等の吸脱着の応答性が向上す
る。一方、炭化珪素の含有量を３０重量％以下とするこ
とによって、体積固有抵抗率が１×１０⁸Ω・ｃｍ以上
となるので、静電チャックからウエハーへのリーク電流
を抑制でき、デバイスを破壊する危険性が少なくなる。

【００１５】更に、複合焼結体中のムライト質は、炭化
珪素の粒子表面に、０．１μｍ以下の厚みを有する酸化
物として存在することが好ましい。即ち、複合焼結体の
電気伝導は、主として炭化珪素による。そのため、複合
焼結体中の炭化珪素粒子同士が直接接触して、導電パス
を生成する組成領域においては、電気抵抗が急激に低下
し、抵抗値の制御を行なうことが困難となる。そこで、
ムライト質物質が炭化珪素粒子表面に適量存在すると、
複合焼結体中の炭化珪素粒子同士がムライト質物質を介
して相互に接触するため、急激な電気抵抗の低下がな
く、抵抗値の制御を良好に行うことができる。

【００１６】ここで、炭化珪素粒子表面に存在するムラ
イト質酸化物の厚さが０．１μｍを越えると、複合焼結
体中の炭化珪素間の抵抗が増大し、室温での体積固有抵
抗率が１×１０^{1 5}Ω・ｃｍを超え、ウエハー等の吸脱
着の応答性が低下し、更にハロゲン系ガスのプラズマに
対する耐食性が劣化するおそれがある。従って、ムライ
ト質酸化物の厚さを０．１μｍ以下とすることが好まし
い。

【００１７】なお、前記複合焼結体においては、少量の
不純物は許容される。しかし、半導体の製造工程におけ
る、ライフタイムおよびゲイト電圧の低下は、遷移金属
元素やアルカリ金属に起因する。更に、アルミニウム、
珪素以外の金属不純物が０．１重量％を越えると、半導
体ウエハーを汚染する可能性が高くなるのとともに、静
電チャックの電気抵抗の温度依存性が大きくなるので、
好ましくない。従って、前記絶縁部を構成する複合焼結
体中のアルミニウムおよび珪素以外の金属不純物含有量
は、０．１重量％以下とすることが好ましい。

【００１８】

【００１９】

【００２０】なお、使用する炭化珪素原料粉末として
は、プラズマＣＶＤ法によって得た粉末が好ましい。特
に、非酸化性雰囲気のプラズマ中にシラン化合物または
ハロゲン化珪素と、炭化水素との原料ガスを導入し、反
応系の圧力を１気圧未満から０．１Ｔｏｒｒの範囲で制
御しつつ気相反応させて得られた、平均粒子径０．１μ
ｍ以下の超微粉末が、焼結性に優れており、高純度であ
り、粒子形状が球状であるために成形時の分散性が良好
である。

【００２１】一方、酸化アルミニウム原料粉末は、特段
限定されず、高純度のものであればよい。また、焼結時
の雰囲気を非酸化性雰囲気とすることによって、焼結時
における炭化珪素の過度の酸化を抑制し得る。なお、前
記複合焼結体の作製時における成形法、焼結法に関して
は、公知の手段を採用することができる。

【００２２】本発明の静電チャックの具体的形態および
製造方法は、特に限定されない。好適な静電チャックの
形態および製造方法について、図１および図２を参照し
つつ、説明する。

【００２３】図１（ａ）は、吸着面側の円盤状絶縁部１
を示す平面図であり、図１（ｂ）は、静電チャックの基
体側の円盤状絶縁部２を示す平面図である。図１（ａ）
の円盤状絶縁部１を製造するためには、まず円盤状焼結
体を製造し、この円盤状焼結体に機械加工によって貫通
孔１ａを形成する。図１（ｂ）の円盤状絶縁部２を製造
するためには、まず円盤状焼結体を製造し、この円盤状
焼結体に機械加工によって貫通孔２ａおよび電極挿入孔
２ｂを形成する。少なくとも絶縁部１を本発明の複合焼
結体によって形成する。

【００２４】そして、図２（ａ）に示すように、円盤状
絶縁部２の中心から半径９０ｍｍの円内の領域Ａには、
導電性材料を塗布して塗布層１５を形成し、この円形の
領域Ａの外側の外周縁領域Ｂには、絶縁性材料を塗布し
て塗布層１６を形成する。こうした導電性材料として
は、炭化タンタル、窒化チタン等の導電性セラミックス
粉末と、酸化アルミニウム−二酸化ケイ素系ガラス粉末
との混合粉末等を例示できる。こうした絶縁性材料とし
ては、酸化アルミニウム−二酸化ケイ素系ガラス等の各
種ガラス粉末を例示できる。この状態で、円盤状絶縁部
１と２とを重ね合わせ、熱処理することにより、両者を
接合し、図２（ｂ）に示すような静電チャック８を得
る。

【００２５】図２（ｂ）においては、導電性材料が円形
の電極３を形成しており、電極３から見て吸着面６側に
は絶縁部１が設けられている。円盤状絶縁部２の電極挿
入孔２ｂ中に、炭化タンタル、窒化チタン等の導電性セ
ラミックス等からなる取り出し電極１４を挿入し、活性
金属、銀ろう等のろう材によって取り出し電極１４を電
極３に対して接合する。

【００２６】

【実施例】

（実施例１）〔静電チャックの作製〕平均粒子径０．０５μｍのβ型
炭化珪素超微粉末を、プラズマＣＶＤ法により気相合成
した。この粉末を、大気中、３５０℃で５０時間熱処理
することにより、表面に厚み０．００２μｍの二酸化珪
素の酸化膜を有する炭化珪素超微粉末を得た。なお、こ
の酸化膜の厚みは、炭化珪素超微粉末の酸素量、比表面
積の測定結果より算出した。

【００２７】この炭化珪素超微粉末８重量％と、平均粒
子径０．５μｍの酸化アルミニウム粉末９２重量％と
を、超音波分散機を用いて５時間混合して混合粉末を得
た。この混合粉末を、乾燥し、成形した後、アルゴン雰
囲気、温度１７００℃の条件下で２時間焼結することに
より、直径１９５ｍｍ、厚み４ｍｍの円盤状の複合焼結
体を２枚得た。

【００２８】そして、この複合焼結体中の炭化珪素粒子
の平均粒子径、体積固有抵抗値をそれぞれ測定し、その
結果を表１に示した。なお、炭化珪素粒子の平均粒子径
は、ＳＥＭ観察法によって測定し、体積固有抵抗値は、
「ＪＩＳＣ２１４１」に規定された方法に準じて測定
した。

【００２９】また、複合焼結体中で、隣接する炭化珪素
粒子同士が、厚み０．００５μｍのムライト質酸化物を
介して接触していることを、ＴＥＭ観察により確認し
た。

【００３０】更に、別途作製した上記複合焼結体のビッ
カース硬さ、室温４点曲げ強度を、「ＪＩＳＲ１６０
１」に規定された方法に準じて測定した。その結果を表
１に示す。

【００３１】次いで、上記円盤状焼結体を機械加工し、
図１（ａ）および（ｂ）に示す各円盤状絶縁部を製造し
た。ただし、図１（ａ）においては、絶縁部１の中心部
に直径１５ｍｍの貫通孔１ａを形成した。図１（ｂ）に
おいては、絶縁部２の中心部に直径１５ｍｍの貫通孔２
ａを形成し、中心部より２５ｍｍ離れた場所に、直径１
０ｍｍの電極挿入孔２ｂを形成した。

【００３２】そして、円盤状絶縁部２の中心から半径９
０ｍｍ内の円状領域Ａには、炭化タンタル（３０ｖｏｌ
％）と酸化アルミニウム−二酸化珪素系ガラス粉末（７
０ｖｏｌ％）との混合粉末を、スクリーン印刷によっ
て、塗布した。外周縁領域Ｂ（半径９０〜半径９７．５
ｍｍの領域）には、酸化アルミニウム−二酸化珪素系ガ
ラス粉末をスクリーン印刷によって塗布した。絶縁部１
と２とを重ね合わせた後、熱処理することにより、両者
を接合した。

【００３３】次いで、円盤状絶縁部１を１．３ｍｍ研削
した後、絶縁部２の電極挿入孔２ｂに、炭化タンタル製
の取り出し電極１４を挿入し、銀ろう剤を用いて接合す
ることにより、図２（ｂ）に示す静電チャック８を作製
した。

【００３４】〔静電特性の測定〕このようにして作製さ
れた静電チャックの静電吸着力、吸着時間、脱離時間
を、室温および４００℃の各温度下で、図３に示す測定
装置を用いて測定した。

【００３５】即ち、台１０の上にヒーター９を設置し、
ヒーター９上に静電チャック８を設置した。台１０の貫
通孔１０ａ、ヒーター９の貫通孔９ａおよび静電チャッ
ク８の貫通孔に、押圧部材１１を挿通させた。静電チャ
ック８の吸着面６に８インチのシリコンウエハー１８を
載置した。シリコンウエハー１８に対して押圧部材１１
の上端部を接触させた。シリコンウエハー１８と取り出
し電極１４との間に、直流３００Ｖの電圧を印加し、シ
リコンウエハー１８を静電吸着させて５分経過した後、
リフター１２により、静電吸着されたシリコンウエハー
１８を持ち上げることにより脱着させた。この際に要す
る脱着力を、ロードセルにより測定し、静電吸着力とし
た。

【００３６】また、吸着時間とは、直流３００Ｖの電圧
を印加したときに、静電吸着力が１０ｋｇｆ／ｃｍ²に
なるまでの時間であり、脱離時間とは、直流３００Ｖの
電圧を５分間印加した後に印加を中止し、その時から静
電吸着力が５０ｇｆ／ｃｍ²となるまでの時間である。
この測定結果を表２に示す。

【００３７】次いで、静電チャックをプラズマＣＶＤ装
置内に装着し、１．０Ｔｏｒｒの、ＣＦ₄２０ｖｏｌ
％、Ｏ₂８０ｖｏｌ％からなる混合ガス雰囲気下でのプ
ラズマに２０時間曝した後、上記と同様の静電吸着特性
試験を実施した。この結果を表３に示す。

【００３８】また、静電チャックをプラズマに暴露する
前後の各静電吸着特性試験において、４００℃まで８０
℃／分の昇温速度で昇温した。この結果、静電チャック
には、熱応力による破損、損傷は生じなかったので、表
２、３の熱応力耐性の項目に「良好」と記載した。

【００３９】（実施例２）複合焼結体の組成を、炭化珪
素２５重量％、アルミナ７５重量％としたこと以外は、
実施例１に準じて複合焼結体を得た。この複合焼結体中
の炭化珪素粒子同士は、厚み０．００５μｍのムライト
質酸化物を介して接触していることを、ＴＥＭ観察によ
り確認した。

【００４０】この複合焼結体中の炭化珪素粒子の平均粒
子径、体積固有抵抗値を、実施例１に準じて測定した。
その結果を表１に示す。また、別途作成した上記複合焼
結体のビッカース硬さ、室温４点曲げ強度を、実施例１
に準じて測定した。その結果を表１に示す。そして、こ
の複合焼結体を用い、実施例１に準じて静電チャックを
作製し、ハロゲンガスのプラズマ暴露前、暴露後にそれ
ぞれ静電吸着特性を測定した。その結果を表２、表３に
示す。

【００４１】なお、静電チャックをプラズマに暴露する
前後の各静電吸着特性試験において、いずれも４００℃
まで８０℃／分の昇温速度で昇温したが、静電チャック
には熱応力による破損、損傷は生じなかった。

【００４２】（実施例３）平均粒子径０．０５μｍのβ
型炭化珪素超微粉末を、プラズマＣＶＤ法により気相合
成した。この粉末を、大気中、４００℃で５時間熱処理
することにより、表面に厚み０．００３μｍの二酸化珪
素の酸化膜を有する炭化珪素超微粉末を得た。この炭化
珪素超微粉末を使用した以外は、実施例１に準じて、直
径１９５ｍｍ、厚み４ｍｍの円板状の複合焼結体を２枚
得た。

【００４３】この複合焼結体中の炭化珪素粒子同士は、
厚み０．００４μｍのムライト酸化物を介して接触して
いることを、ＴＥＭ観察により確認した。

【００４４】この複合焼結体中の炭化珪素粒子の平均粒
子径、体積固有抵抗値を、実施例１に準じて測定した。
その結果を表１に示す。また、別途作成した上記複合焼
結体のビッカース硬さ、室温４点曲げ強度を、実施例１
に準じて測定した。その結果を表１に示す。そして、こ
の複合焼結体を用い、実施例１に準じて静電チャックを
作製し、ハロゲンガスのプラズマ暴露前、暴露後にそれ
ぞれ静電吸着特性を測定した。その結果を表２、表３に
示す。

【００４５】なお、静電チャックをプラズマに暴露する
前後の各静電吸着特性試験において、いずれも４００℃
まで８０℃／分の昇温速度で昇温したが、静電チャック
には熱応力による破損、損傷は生じなかった。

【００４６】（実施例４）焼結時間を２０時間とした以
外は、実施例１に準じて複合焼結体を得た。この複合焼
結体中の炭化珪素粒子同士は、厚み０．００９μｍのム
ライト質酸化物を介して接触していることを、ＴＥＭ観
察により確認した。

【００４７】この複合焼結体中の炭化珪素粒子の平均粒
子径、体積固有抵抗値を、実施例１に準じて測定した。
その結果を表１に示す。また、別途作成した上記複合焼
結体のビッカース硬さ、室温４点曲げ強度を実施例１に
準じて測定した。その結果を表１に示す。そして、この
複合焼結体を用い、実施例１に準じて静電チャックを作
製し、ハロゲンガスのプラズマ暴露前、暴露後にそれぞ
れ静電吸着特性を測定した。その結果を表２、表３に示
す。

【００４８】なお、静電チャックをプラズマに暴露する
前後の各静電吸着特性試験において、いずれも４００℃
まで８０℃／分の昇温速度で昇温したが、静電チャック
には熱応力による破損、損傷は生じなかった。

【００４９】（比較例１）複合焼結体の組成を、酸化ア
ルミニウム１００重量％としたこと以外は、実施例１に
準じて複合焼結体を得た。

【００５０】この複合焼結体中の炭化珪素粒子の平均粒
子径、体積固有抵抗値を、実施例１に準じて測定した。
その結果を表１に示す。また、別途作成した上記複合焼
結体のビッカース硬さ、室温４点曲げ強度を、実施例１
に準じて測定した。その結果を表１に示す。そして、こ
の複合焼結体を用い、実施例１に準じて静電チャックを
作製し、ハロゲンガスのプラズマ暴露前、暴露後にそれ
ぞれ静電吸着特性を測定した。その結果を表２、表３に
示す。

【００５１】なお、静電チャックをプラズマに暴露する
前後の各静電吸着特性試験において、いずれも４００℃
まで８０℃／分の昇温速度で昇温した。この結果、ハロ
ゲンガスのプラズマ暴露前においても、暴露後において
も，静電吸着特性試験の際に、静電チャックの周縁部が
一部欠損した。

【００５２】（比較例２）プラズマＣＶＤ法により気相
合成された平均粒子径０．０５μｍのβ型炭化珪素超微
粉末を、熱処理することなく使用したこと以外は、実施
例１に準じて複合焼結体を得た。また、前記複合焼結体
中の炭化珪素粒子同士が相互に接触していることを、Ｔ
ＥＭ観察により確認した。

【００５３】この複合焼結体中の炭化珪素粒子の平均粒
子径、体積固有抵抗値を、実施例１に準じて測定した。
その結果を表１に示す。また、別途作成した上記複合焼
結体のビッカース硬さ、室温４点曲げ強度を実施例１に
準じて測定した。その結果を表１に示す。そして、この
複合焼結体を用い、実施例１に準じて静電チャックを作
製し、ハロゲンガスのプラズマ暴露前、暴露後にそれぞ
れ静電吸着特性を測定した。その結果を表２、表３に示
す。

【００５４】

【表１】

【００５５】

【表２】

【００５６】

【表３】

【００５７】本発明の実施例１、２、３、４において
は、プラズマへの暴露の後においても、高い静電吸着力
が得られ、吸着時間、脱離時間も応答性が良好であり、
熱応力耐性も高い。この中でも、実施例１、２、３にお
いては、複合焼結体中の炭化珪素の含有量が５重量％以
上、３０重量％以下であり、ムライト質物質の厚さが
０．１μｍ以下であり、炭化珪素粒子の平均粒子径が
０．２μｍまたは０．３μｍであるが、いずれも室温お
よび４００℃における静電吸着力が高く、プラズマへの
暴露後の静電吸着特性も特に高かった。

【００５８】これに対して、比較例１においては、プラ
ズマ暴露前においても、静電吸着力が低く、吸着時間、
脱離時間が長い。比較例２においては、プラズマ暴露前
の静電吸着特性は良好であるが、プラズマ暴露後の４０
０℃における静電吸着力が特に低くなり、かつシリコン
ウエハーと静電チャックとの間で放電が見られた。

【００５９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の静電チャッ
クによれば、静電チャックの少なくとも吸着面側の前記
絶縁部が、平均粒子径が０．５μｍ以下であり、表層に
厚さ０．０５μｍ以下の酸化膜を有する炭化珪素粉末
と、酸化アルミニウム粉末との混合粉末を非酸化性雰囲
気下において焼結することによって得られた複合焼結体
からなり、この複合焼結体中における前記炭化珪素粒子
同士がムライト質物質を介して接触しており、この複合
焼結体の室温における体積固有抵抗値が１×１０^８Ωcm
以上、１×１０^１５Ωcm以下であり、前記複合焼結体中
の前記炭化珪素粒子の平均粒子径が１μｍ以下とするこ
とによって、ハロゲンガスによる腐食が少なく、かつア
ルミナと比較して強度、硬度ともに優れており、パーテ
ィクルの発生も少なく、かつ耐熱性に富み、高温下の使
用において熱応力による破損の危険性がなく、更に、良
好な静電吸着特性を有するものとなる。更に、複合焼結
体を、平均粒子径が０．５μｍ以下であり、表層に厚さ
０．０５μｍ以下の酸化膜を有する炭化珪素粉末と、酸
化アルミニウム粉末との混合粉末の非酸化性雰囲気下に
おける焼結体としたことによって、強度増加の効果が著
しく、耐プラズマ性が向上し、所定の体積固有抵抗値を
有するものとなる。更に、複合焼結体中の炭化珪素粒子
の平均粒子径を１μｍ以下とすることによって、強度増
加の効果が著しく、プラズマに曝されたときに電場が炭
化珪素部分に集中して損傷を受けることはない。

【００６０】更に、複合焼結体中の前記炭化珪素の含有
量を５重量％以上、３０重量％以下とすることによっ
て、炭化珪素の添加による複合焼結体の硬度、強度の向
上が特に顕著となり、ウエハー等の吸着、脱着の応答性
が良好であり、静電チャックからウエハーへのリーク電
流によるデバイス破壊の危険性を有効に除去することが
できる。

【００６１】更に、複合焼結体中のムライト質物質を、
炭化珪素の粒子表面に０．１μｍ以下の厚みを有する酸
化物として存在させることによって、複合焼結体の体積
固有抵抗値の制御を行なうことが容易となり、ウエハー
等の吸脱着の応答性、ハロゲン系ガスのプラズマに対す
る耐食性が向上する。

【００６２】

【００６３】

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、吸着面側の円盤状絶縁部を示す平面
図であり、（ｂ）は、基体側の円盤状絶縁部を示す平面
図である。

【図２】（ａ）は、円盤状絶縁部２の上に導電性材料お
よび絶縁性材料を塗布した状態を示す平面図であり、
（ｂ）は、静電チャックの断面図である。

【図３】静電チャックの吸着力の測定装置を示す概略図
である。

【符合の説明】

１吸着面側の円盤状絶縁部１ａ貫通孔２基体側の円盤状絶縁部２ｂ電極挿入孔３円形の電極４絶縁性の接合層６吸着面８静電チャック１５導電性材料の塗布層１６絶縁性材料の塗布層１８半導体ウエハー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者稲妻地浩千葉県船橋市豊富町585 住友大阪セメント株式会社新材料研究部内 (56)参考文献特開平６−14570（ＪＰ，Ａ) 特開平８−31917（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/68 B23Q 3/15 C04B 35/103 C04B 35/64 H02N 13/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】電極と、この電極の両側にそれぞれ設け
られている絶縁部とを備えている静電チャックであっ
て、少なくとも吸着面側の前記絶縁部が、平均粒子径が
０．５μｍ以下であり、表層に厚さ０．０５μｍ以下の
酸化膜を有する炭化珪素粉末と、酸化アルミニウム粉末
との混合粉末を非酸化性雰囲気下において焼結すること
によって得られた複合焼結体からなり、この複合焼結体
中における前記炭化珪素粒子同士がムライト質物質を介
して接触しており、この複合焼結体の室温における体積
固有抵抗値が１×１０^８Ωcm以上、１×１０^１５Ωcm以
下であり、前記複合焼結体中の前記炭化珪素粒子の平均
粒子径が１μｍ以下であることを特徴とする静電チャッ
ク。
【請求項２】前記複合焼結体中の炭素珪素の含有量が
５重量％以上、３０重量％以下である請求項１記載の静
電チャック。
【請求項３】前記複合焼結体中のムライト質物質が、
前記炭化珪素粒子の表面に厚さ０．１μｍ以下の酸化物
として存在している、請求項１または２記載の静電チャ
ック。
【請求項４】前記複合焼結体中におけるＡｌ及びＳｉ
以外の金属不純物含有量は０．１重量％以下である請求
項１〜３のいずれか一つの請求項に記載の静電チャッ
ク。