JP7409807B2 - 静電チャック及びその製造方法 - Google Patents
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Description
静電チャックの基板が上方に載置される載置面を備えるセラミックス焼結体を用いた静電チャックであって、
前記基板と前記セラミックス焼結体とを備え、
前記セラミックス焼結体は、前記載置面から離れた位置において前記載置面に沿って延在し、冷却媒体を流す流路を備え、
前記載置面の垂直方向における前記セラミックス焼結体の前記流路と前記載置面との間の部分を流路上部領域と定義して、
前記流路上部領域の少なくとも一部の熱伝導率は、前記載置面に沿った方向において前記セラミックス焼結体の前記流路上部領域に隣接する他の領域の少なくとも一部の熱伝導率よりも18W/mK以下小さく、
前記流路上部領域と前記他の領域とは、セラミックスで形成されていることを特徴とする。
[4]また、本発明のセラミックス焼結体においては、
前記他の領域の熱伝導率が前記流路上部領域の熱伝導率よりも11W/mK以上大きいことが好ましい。
[5]また、本発明のセラミックス焼結体の製造方法は、
第1の平面と第2の平面との少なくとも一方に凹部が形成され、前記第1の平面を有する第1の仮焼体と、前記第2の平面を有する第2の仮焼体と、を前記第1の平面と前記第2の平面とが対向するように積層し、積層方向に10kgf/cm2以上で加圧した状態で加熱する加圧焼結を行うことで製造することができる。
T=Q/(λ/d) ・・・ (式1)
但し、λ(W/mK):熱伝導率、Q(W/m2):載置された静電チャックなどに入射された熱流束(一定値)、d(m):載置面と流路との間の距離。
実施例1~7においては、第1及び第2のSiC仮焼体取得工程STEP1,2として、まず、純度98%、平均粒径0.5μmのSiC粉末に、焼結助剤としてB4C、C(カーボン)、成形助剤としてPVAなどのバインダなどを添加したものを原料とし、顆粒化して顆粒を得た。
実施例8においては、図1における第1及び第2の平面形成工程STEP3,4として、2個のSiC仮焼体を、図5Aを参照して、直径400mm、厚さ10mmの円板状の第1のSiC仮焼体21及び直径400mm、厚さ25mmの円板状の第2のSiC仮焼体22に加工した。第1のSiC仮焼体21の第1の平面21a、第2のSiC仮焼体22の第2の平面22aは、♯170のダイヤモンド砥粒を備えた砥石を用いて研削加工を行った。このとき、研磨液は用いずに、乾式で研削加工を行った。第1及び第2の平面21a,22aの算術平均粗さ(Ra)及び最大高さ(Rz)の平均は、表2に示す通りであった。また、図1における凹部形成工程STEP5として、実施例1と同様のMC加工により凹部23,24を形成した。凹部23は、第2のSiC仮焼体22の第2の平面22aに幅20mm、深さ5mmの円周形状に形成した。凹部24は、第2のSiC仮焼体22の第2の平面22aとは反対側の表面の外周部に幅25mm深さ15mmを有する環状に形成した。これらのことを除いて実施例1と同様にして、セラミックス焼結体30を作製した。
実施例9においては、第1及び第2の平面21a,22aに対する研削加工方法を除いて実施例8と同様にして、第1及び第2のSiC仮焼体21,22を得た。
実施例10においては、図3における第1及び第2のSiC仮焼体取得工程STEP11,12として、実施例8の第1及び第2のSiC仮焼体取得工程STEP1,2と同様にして、2個のSiC成形体を得た。次に、これらSiC成形体を焼成炉内にてアルゴン雰囲気で炉内温度を1500℃として3時間焼成して2個のSiC仮焼体を得た。
実施例11においては、図1における積層工程STEP6において、第1のSiC仮焼体21の第1の表面21a及び第2のSiC仮焼体22の第2の表面22aに、濃度0.3g/Lのホウ酸水溶液用を塗布したうえで、第1及び第2のSiC焼結体21,22を積層したことを除いて、実施例8と同様にして、セラミックス焼結体30を作製した。
比較例1においては、まず、実施例1における第1及び第2の仮焼体取得工程STEP1,2と凹部形成工程STEP6に代えて、予め凹部を形成した2つのSiC成形体を焼成炉内にてアルゴン雰囲気で炉内温度を2070℃として3時間焼成して、第1のSiC焼結体と第2のSiC焼結体を作製した。第1の平面を有する第1のSiC焼結体は、直径400mm、厚さ10mmの円板状であり、第2の平面を有する第2のSiC焼結体は、直径400mm、厚さ25mmであり、第2の平面に幅20mm、深さ5mmの円板形状の凹部と、第2の平面と反対側の表面の外周部に幅25mm、深さ15mmの環状の凹部とを有している。
1a,11a,21a 第1の平面
2,12,22 第2のSiC仮焼体
2a,12a,22a 第2の平面
3、14,23 凹部
13 第3のSiC仮焼体
15 剥離材
10,20,30 セラミックス焼結体
F 載置面
X 流路上部領域
Y 他の領域
Claims (5)
- 静電チャックの基板が上方に載置される載置面を備えるセラミックス焼結体を用いた静電チャックであって、
前記基板と前記セラミックス焼結体とを備え、
前記セラミックス焼結体は、前記載置面から離れた位置において前記載置面に沿って延在し、冷却媒体を流す流路を備え、
前記載置面の垂直方向における前記セラミックス焼結体の前記流路と前記載置面との間の部分を流路上部領域と定義して、
前記流路上部領域の少なくとも一部の熱伝導率は、前記載置面に沿った方向において前記セラミックス焼結体の前記流路上部領域に隣接する他の領域の少なくとも一部の熱伝導率よりも18W/mK以下小さく、
前記流路上部領域と前記他の領域とは、セラミックスで形成されていることを特徴とする静電チャック。 - 請求項1に記載の静電チャックであって、
前記流路上部領域の少なくとも一部の嵩密度は、前記他の領域の少なくとも一部の嵩密度よりも小さいことを特徴とする静電チャック。 - 請求項1または請求項2に記載の静電チャックであって、
前記セラミックス焼結体は、炭化ケイ素を主成分とすることを特徴とする静電チャック。 - 請求項1に記載の静電チャックであって、
前記他の領域の熱伝導率が前記流路上部領域の熱伝導率よりも11W/mK以上大きいことを特徴とする静電チャック。 - 請求項1に記載の静電チャックの製造方法であって、
前記セラミックス焼結体は、
第1の平面と第2の平面との少なくとも一方に凹部が形成され、前記第1の平面を有する第1の仮焼体と、前記第2の平面を有する第2の仮焼体と、を前記第1の平面と前記第2の平面とが対向するように積層し、積層方向に10kgf/cm2以上で加圧した状態で加熱する加圧焼結を行うことにより製造されることを特徴とする静電チャックの製造方法。
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