JPH0819982A - 静電チャック及びその製造方法 - Google Patents
静電チャック及びその製造方法Info
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- JPH0819982A JPH0819982A JP17160194A JP17160194A JPH0819982A JP H0819982 A JPH0819982 A JP H0819982A JP 17160194 A JP17160194 A JP 17160194A JP 17160194 A JP17160194 A JP 17160194A JP H0819982 A JPH0819982 A JP H0819982A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 静電チャックの誘電体の材質を従来のアルミ
ナセラミックスに代えて、誘電率の高いセラミックスを
使うことにより、吸着力の強い静電チャックを提供し、
さらにその製造方法も提供すること。 【構成】 誘電体層、電極層、及び基盤層の３層よりな
り、誘電体層には誘電率の高いＴｉＯ2を用い、また電
極層にはＡｇ等の金属の代わりに誘電体層および基盤層
の材質と同じセラミックスを用いる。
ナセラミックスに代えて、誘電率の高いセラミックスを
使うことにより、吸着力の強い静電チャックを提供し、
さらにその製造方法も提供すること。 【構成】 誘電体層、電極層、及び基盤層の３層よりな
り、誘電体層には誘電率の高いＴｉＯ2を用い、また電
極層にはＡｇ等の金属の代わりに誘電体層および基盤層
の材質と同じセラミックスを用いる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、静電チャックに関し、
特にその材質が酸化チタン製の静電チャック及びその製
造方法に関する。
特にその材質が酸化チタン製の静電チャック及びその製
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、静電チャックとしてはアルミナセ
ラミックスを使用したものが多い。これはアルミナセラ
ミックスが、高硬度、高弾性率で、耐薬品性にも優れて
いて材料特性が良く、しかも安価であるため、静電チャ
ックの材料として有利であるからである。
ラミックスを使用したものが多い。これはアルミナセラ
ミックスが、高硬度、高弾性率で、耐薬品性にも優れて
いて材料特性が良く、しかも安価であるため、静電チャ
ックの材料として有利であるからである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このアルミナ
セラミックスは、誘電率があまり高くないため、シリコ
ンウェハをチャックする吸着力が弱く、シリコンウェハ
を吸着するのに十分でないという問題があった。
セラミックスは、誘電率があまり高くないため、シリコ
ンウェハをチャックする吸着力が弱く、シリコンウェハ
を吸着するのに十分でないという問題があった。
【０００４】この吸着力（ｆ）は、図１で示されるよう
にシリコンウェハと静電チャック間に蓄えられている静
電エネルギー（Ｗ）を誘電体厚み（ｔ）で微分すれば求
められるので、次のように表される。 Ｗ＝ＣＶ2／２ Ｃ＝ε0εrＳ／ｔ Ｗ＝（ε0εrＳ／２ｔ）Ｖ2 ｆ＝−ｄＷ／ｄｔ＝−（ε0εrＳＶ2／２）ｄ／ｄｔ
（１／ｔ）＝ε0εrＳＶ2／２ｔ2 （ｋｇｆ／ｍ2） （ただし、Ｃは誘電体の静電容量、Ｖはシリコンウェハ
と静電チャック間の負荷電圧、ε0は真空の誘電率、εr
は誘電体の比誘電率、Ｓは電極の面積）
にシリコンウェハと静電チャック間に蓄えられている静
電エネルギー（Ｗ）を誘電体厚み（ｔ）で微分すれば求
められるので、次のように表される。 Ｗ＝ＣＶ2／２ Ｃ＝ε0εrＳ／ｔ Ｗ＝（ε0εrＳ／２ｔ）Ｖ2 ｆ＝−ｄＷ／ｄｔ＝−（ε0εrＳＶ2／２）ｄ／ｄｔ
（１／ｔ）＝ε0εrＳＶ2／２ｔ2 （ｋｇｆ／ｍ2） （ただし、Ｃは誘電体の静電容量、Ｖはシリコンウェハ
と静電チャック間の負荷電圧、ε0は真空の誘電率、εr
は誘電体の比誘電率、Ｓは電極の面積）
【０００５】上記式で示されたように、吸着力は静電チ
ャックを構成している誘電体の誘電率に左右されるから
であり、アルミナでは誘電率が約１０と高くないため、
吸着力が十分でないからである。
ャックを構成している誘電体の誘電率に左右されるから
であり、アルミナでは誘電率が約１０と高くないため、
吸着力が十分でないからである。
【０００６】また、このアルミナセラミックスは、使用
する電極の材料としてＭｏやＷ等の大気中で焼成できな
い、しかも１５００℃以上の高温を必要とする金属を使
用しなければならないという問題もあった。
する電極の材料としてＭｏやＷ等の大気中で焼成できな
い、しかも１５００℃以上の高温を必要とする金属を使
用しなければならないという問題もあった。
【０００７】本発明は、上述した静電チャックが有する
課題に鑑みなされたものであって、その目的は、静電チ
ャックの誘電体の材質を従来のアルミナセラミックスに
代えて、誘電率の高いセラミックスを使うことにより、
吸着力の強い静電チャックを提供し、さらにその製造方
法も提供することにある。
課題に鑑みなされたものであって、その目的は、静電チ
ャックの誘電体の材質を従来のアルミナセラミックスに
代えて、誘電率の高いセラミックスを使うことにより、
吸着力の強い静電チャックを提供し、さらにその製造方
法も提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成するため、静電チャックの材料に酸化チタンを用
いれば、材料の誘電率が約１１０と高いので、十分な吸
着力を有する静電チャックを得ることができるとの知見
を得て本発明を完成した。
を達成するため、静電チャックの材料に酸化チタンを用
いれば、材料の誘電率が約１１０と高いので、十分な吸
着力を有する静電チャックを得ることができるとの知見
を得て本発明を完成した。
【０００９】上記静電チャックは上層に誘電体、中層に
電極、下層に基盤から成るが、上層の誘電体としては、
体積抵抗率で１０10Ω・ｃｍを越えるＴｉＯ2とし、中
層の電極としては、大気中で焼成できるＡｇ系の導体と
した。（請求項１）
電極、下層に基盤から成るが、上層の誘電体としては、
体積抵抗率で１０10Ω・ｃｍを越えるＴｉＯ2とし、中
層の電極としては、大気中で焼成できるＡｇ系の導体と
した。（請求項１）
【００１０】中層の電極として大気中で焼成できるＡｇ
系の導体としたのは、不活性ガスまたは還元雰囲気で焼
成すると、上層の誘電体であるＴｉＯ2の体積抵抗率が
１０2Ω・ｃｍ以下の導電体となってしまい、１０10Ω
・ｃｍを越える誘電体とならないことと、温度の低いＡ
ｇ系の導体が使えるからである。
系の導体としたのは、不活性ガスまたは還元雰囲気で焼
成すると、上層の誘電体であるＴｉＯ2の体積抵抗率が
１０2Ω・ｃｍ以下の導電体となってしまい、１０10Ω
・ｃｍを越える誘電体とならないことと、温度の低いＡ
ｇ系の導体が使えるからである。
【００１１】また、中層の電極としては、Ａｇ系の導体
に代えて１０5Ω・ｃｍより低い体積抵抗率を有するＴ
ｉＯ2−Ｍ2Ｏ5（Ｍ＝Ｎｂ、Ｓｂ、Ｔａ）から成る導電
性セラミックスとした（請求項２）。
に代えて１０5Ω・ｃｍより低い体積抵抗率を有するＴ
ｉＯ2−Ｍ2Ｏ5（Ｍ＝Ｎｂ、Ｓｂ、Ｔａ）から成る導電
性セラミックスとした（請求項２）。
【００１２】Ａｇ系の導体に代えて、ＴｉＯ2−Ｍ2Ｏ5
（Ｍ＝Ｎｂ、Ｓｂ、Ｔａ）から成る導電性のセラミック
スを電極としたのは、Ａｇ等の金属では上層の誘電体と
焼成膨張、焼成収縮及び使用時における熱膨張、熱収縮
の違いが大きいので、それをマッチさせるためで、その
ために材質の同じ導電体を電極にしたものである。これ
により、誘電体との密着がＡｇ等の電極よりより好まし
い電極となる。
（Ｍ＝Ｎｂ、Ｓｂ、Ｔａ）から成る導電性のセラミック
スを電極としたのは、Ａｇ等の金属では上層の誘電体と
焼成膨張、焼成収縮及び使用時における熱膨張、熱収縮
の違いが大きいので、それをマッチさせるためで、その
ために材質の同じ導電体を電極にしたものである。これ
により、誘電体との密着がＡｇ等の電極よりより好まし
い電極となる。
【００１３】この導電性セラミックス中のＭ2Ｏ5の含有
量としては、１〜５ｍｏｌ％とした（請求項３）。Ｍ2
Ｏ5が１ｍｏｌ％より少ないと体積抵抗率が１０5Ω・ｃ
ｍを越えてしまい電極として使用できない。５ｍｏｌ％
より多いと上層の誘電体との熱膨張差が大きくなり、亀
裂や剥離のない接合体を作製することが難しい。
量としては、１〜５ｍｏｌ％とした（請求項３）。Ｍ2
Ｏ5が１ｍｏｌ％より少ないと体積抵抗率が１０5Ω・ｃ
ｍを越えてしまい電極として使用できない。５ｍｏｌ％
より多いと上層の誘電体との熱膨張差が大きくなり、亀
裂や剥離のない接合体を作製することが難しい。
【００１４】また、下層の基盤としては、体積抵抗率で
１０10Ω・ｃｍを越えるＴｉＯ2であることとした（請
求項４）。これは、基盤がアルミナなどの他のセラミッ
クスでも構わないが、前述したように焼成膨張、焼成収
縮及び使用時における熱膨張、熱収縮等の整合性の点
で、誘電体、または電極と材質の同じ材料を使えばより
好ましくなるからである。
１０10Ω・ｃｍを越えるＴｉＯ2であることとした（請
求項４）。これは、基盤がアルミナなどの他のセラミッ
クスでも構わないが、前述したように焼成膨張、焼成収
縮及び使用時における熱膨張、熱収縮等の整合性の点
で、誘電体、または電極と材質の同じ材料を使えばより
好ましくなるからである。
【００１５】この静電チャックの製造方法としては、上
層のＴｉＯ2誘電体ではシートを、中層の電極ではシー
ト又はペーストを、あるいはペーストを塗布したシート
を、下層の基盤ではシートをそれぞれ作製し、それらを
積層して一体化した後、それを大気中で焼成することと
した（請求項５）。
層のＴｉＯ2誘電体ではシートを、中層の電極ではシー
ト又はペーストを、あるいはペーストを塗布したシート
を、下層の基盤ではシートをそれぞれ作製し、それらを
積層して一体化した後、それを大気中で焼成することと
した（請求項５）。
【００１６】中層の電極がＡｇ系の導体の場合、Ａｇ、
またはＡｇにＰｄなどを添加した粉末に適量の有機ビヒ
クルを混合した後、三本ロールミルで混練してペースト
とし、そのペーストを上層の誘電体の下面または下層の
基盤の上面にスクリーン印刷などで塗布してもよいし、
上層と下層の間に誘電体層を加え、その誘電体層の上面
に塗布してもよい。また、ＴｉＯ2−Ｍ2Ｏ5の導電性セ
ラミックスの場合、ＴｉＯ2−Ｍ2Ｏ5のシートでもよい
し、ＴｉＯ2−Ｍ2Ｏ5をペーストとしてそのペーストを
同様に上層と下層の間に誘電体層を加え、その誘電体層
の上面に塗布してもよい。
またはＡｇにＰｄなどを添加した粉末に適量の有機ビヒ
クルを混合した後、三本ロールミルで混練してペースト
とし、そのペーストを上層の誘電体の下面または下層の
基盤の上面にスクリーン印刷などで塗布してもよいし、
上層と下層の間に誘電体層を加え、その誘電体層の上面
に塗布してもよい。また、ＴｉＯ2−Ｍ2Ｏ5の導電性セ
ラミックスの場合、ＴｉＯ2−Ｍ2Ｏ5のシートでもよい
し、ＴｉＯ2−Ｍ2Ｏ5をペーストとしてそのペーストを
同様に上層と下層の間に誘電体層を加え、その誘電体層
の上面に塗布してもよい。
【００１７】また、静電チャックの他の製造方法として
は、上層のＴｉＯ2誘電体ではシートを、中層の電極で
はシート又はペーストを、あるいはペーストを塗布した
シートを、下層の基盤ではシートをそれぞれ作製し、そ
れらを積層して一体化した後、それを大気中で焼成し、
さらにそれを加圧焼成することとした（請求項６）。
は、上層のＴｉＯ2誘電体ではシートを、中層の電極で
はシート又はペーストを、あるいはペーストを塗布した
シートを、下層の基盤ではシートをそれぞれ作製し、そ
れらを積層して一体化した後、それを大気中で焼成し、
さらにそれを加圧焼成することとした（請求項６）。
【００１８】大気中で焼成した後さらに加圧焼成するこ
とを加えたのは、焼成した焼結体中に大きなポアが残存
するとポアにゴミが入り込み、清浄さが必要な静電チャ
ックとしては問題となることもあるからであり、この加
圧焼成を加えることによりポアが少なくなりかつ小さく
なる。
とを加えたのは、焼成した焼結体中に大きなポアが残存
するとポアにゴミが入り込み、清浄さが必要な静電チャ
ックとしては問題となることもあるからであり、この加
圧焼成を加えることによりポアが少なくなりかつ小さく
なる。
【００１９】本発明の静電チャックの製造方法をさらに
詳細に述べると、使用する原料としては、原料粉末の粒
度が平均粒径で１μｍ以下で、純度９７％以上のものを
用いる。平均粒径が１μｍより大きい、あるいは粉末の
純度が９７％より低いと焼成した焼結体中に３μｍ以上
の大きなポアが残存してしまう。成形する方法として
は、ドクターブレード成形法、押出し成形法等慣用の方
法で成形される。
詳細に述べると、使用する原料としては、原料粉末の粒
度が平均粒径で１μｍ以下で、純度９７％以上のものを
用いる。平均粒径が１μｍより大きい、あるいは粉末の
純度が９７％より低いと焼成した焼結体中に３μｍ以上
の大きなポアが残存してしまう。成形する方法として
は、ドクターブレード成形法、押出し成形法等慣用の方
法で成形される。
【００２０】ドクターブレード成形の場合、成形時に使
用される有機系添加剤としては、例えばバインダーには
各種アクリル系ポリマー、メチルセルローズ、ポリビニ
ルブチラール系などが挙げられる。アクリル系ポリマー
やポリビニルブチラール系を用いる場合、重合度が低い
とシートとした際にシートに亀裂が入りやすいので、ア
クリル系ポリマーでは５００よりも、ポリビニルブチラ
ール系では２００より大きい重合度を持つものが好まし
い。
用される有機系添加剤としては、例えばバインダーには
各種アクリル系ポリマー、メチルセルローズ、ポリビニ
ルブチラール系などが挙げられる。アクリル系ポリマー
やポリビニルブチラール系を用いる場合、重合度が低い
とシートとした際にシートに亀裂が入りやすいので、ア
クリル系ポリマーでは５００よりも、ポリビニルブチラ
ール系では２００より大きい重合度を持つものが好まし
い。
【００２１】また、溶媒としては、使用するバインダー
の種類により異なるが、アクリル系ポリマーを使用する
場合には、トルエン、キシレン、ＩＰＡ（イソプロピル
アルコール）、エタノール、水等が使用され、ポリビニ
ルブチラール系の場合には、エチルメチルケトン、エタ
ノール、ブタノール等の有機溶剤が用いられる。
の種類により異なるが、アクリル系ポリマーを使用する
場合には、トルエン、キシレン、ＩＰＡ（イソプロピル
アルコール）、エタノール、水等が使用され、ポリビニ
ルブチラール系の場合には、エチルメチルケトン、エタ
ノール、ブタノール等の有機溶剤が用いられる。
【００２２】さらに、分散剤としては、オレイン酸エチ
ル、ソルビタンモノオレート、ソルビタントリオレー
ト、ポリカルボン酸塩系等が用いられ、可塑剤として
は、ジブチルフタレート、ＤＯＰ（フタル酸ジエチルヘ
キシル）が用いられる。これ以外に必要に応じてＰＨ調
整剤、界面活性剤等を添加することは差し支えない。
ル、ソルビタンモノオレート、ソルビタントリオレー
ト、ポリカルボン酸塩系等が用いられ、可塑剤として
は、ジブチルフタレート、ＤＯＰ（フタル酸ジエチルヘ
キシル）が用いられる。これ以外に必要に応じてＰＨ調
整剤、界面活性剤等を添加することは差し支えない。
【００２３】これら成形時に使用される原料粉末、溶
媒、分散剤及び可塑剤を適量配合し、ボールミルや媒体
攪拌ミルなどで十分に粉砕混合する。粉砕混合時間は、
十分にするため５時間以上行うことが望ましい。混合後
さらにバインダーを添加して１時間以上混合してスラリ
ーとする。混合時間が短いとバインダーと原料粉末との
混合が十分でなくなり、シートにしたとき亀裂が生じや
すい。
媒、分散剤及び可塑剤を適量配合し、ボールミルや媒体
攪拌ミルなどで十分に粉砕混合する。粉砕混合時間は、
十分にするため５時間以上行うことが望ましい。混合後
さらにバインダーを添加して１時間以上混合してスラリ
ーとする。混合時間が短いとバインダーと原料粉末との
混合が十分でなくなり、シートにしたとき亀裂が生じや
すい。
【００２４】得られたスラリーは、スラリー中の泡を取
り除くため、及びスラリー中の溶剤量を少なくするため
真空脱泡した後、所望の厚さ、例えば２００〜１０００
μｍの厚さのシートに成形する。真空脱泡したスラリー
の粘度は、１０〜１０００ポイズ程度が望ましい。粘度
が低いと原料粉末量が少なすぎてシート化したとき亀裂
が生じやすい。反対に粘度が高いとスラリーの流動性が
悪くなりシート表面が凸凹となる。
り除くため、及びスラリー中の溶剤量を少なくするため
真空脱泡した後、所望の厚さ、例えば２００〜１０００
μｍの厚さのシートに成形する。真空脱泡したスラリー
の粘度は、１０〜１０００ポイズ程度が望ましい。粘度
が低いと原料粉末量が少なすぎてシート化したとき亀裂
が生じやすい。反対に粘度が高いとスラリーの流動性が
悪くなりシート表面が凸凹となる。
【００２５】押出し成形の場合、バインダーとしてはメ
チルセルロース、ポリビニルアルコール、アラビアゴ
ム、パラフィンワックス等が用いられる。潤滑剤として
はポリエーテル系合成油、ポリオキシエチレンオレイン
酸エステル等が、可塑剤としてはグリセリン等が用いら
れる。溶媒には水が用いられる。これら添加剤と原料粉
末を混合してスラリーとし、それを真空脱泡してシート
成形する。
チルセルロース、ポリビニルアルコール、アラビアゴ
ム、パラフィンワックス等が用いられる。潤滑剤として
はポリエーテル系合成油、ポリオキシエチレンオレイン
酸エステル等が、可塑剤としてはグリセリン等が用いら
れる。溶媒には水が用いられる。これら添加剤と原料粉
末を混合してスラリーとし、それを真空脱泡してシート
成形する。
【００２６】以上のように作製したシートを、積層して
一体化する。積層する方法としては、接着剤としてトル
エン、アルコール、テレピネオール、ＤＢＰ等の溶剤、
または水等を用い、各層に噴霧などしてそれらを重ねて
接着した後、それを５０〜１００℃程度に加熱して、２
〜１０ｋｇ／ｃｍ2の圧力で熱プレスするか、または加
熱するだけで常圧で積層する。
一体化する。積層する方法としては、接着剤としてトル
エン、アルコール、テレピネオール、ＤＢＰ等の溶剤、
または水等を用い、各層に噴霧などしてそれらを重ねて
接着した後、それを５０〜１００℃程度に加熱して、２
〜１０ｋｇ／ｃｍ2の圧力で熱プレスするか、または加
熱するだけで常圧で積層する。
【００２７】積層した積層体を、４００〜５００℃で１
時間以上脱バインダーを行い、それを大気中にて１１０
０〜１３００℃で焼成する。焼成温度が１１００℃より
低いと十分に緻密化しない。１３００℃より高いと焼結
粒子が大きくなりポアが多く残存する。
時間以上脱バインダーを行い、それを大気中にて１１０
０〜１３００℃で焼成する。焼成温度が１１００℃より
低いと十分に緻密化しない。１３００℃より高いと焼結
粒子が大きくなりポアが多く残存する。
【００２８】この焼成した焼結体を、必要によってはポ
アをさらに少なくするため、加圧焼成する。加圧焼成の
方法としては、ＨＩＰ焼成、ホットプレス焼成、雰囲気
加圧焼成などがある。例えばＨＩＰ焼成の場合には、大
気雰囲気、不活性ガス雰囲気または還元雰囲気中で８０
０〜１２００℃にて５００ｋｇ／ｃｍ2の圧力下でＨＩ
Ｐ焼成を行う。この時不活性ガス雰囲気または還元雰囲
気中で行った場合は、誘電体の体積抵抗率が１０2Ω・
ｃｍ以下となるので、これを大気中にて７００〜１００
０℃で再焼成する。このさらに加圧焼成することによ
り、特に清浄さを必要とされる半導体関連の装置に望ま
れる３μｍを越えるポアがほとんどなくなる。
アをさらに少なくするため、加圧焼成する。加圧焼成の
方法としては、ＨＩＰ焼成、ホットプレス焼成、雰囲気
加圧焼成などがある。例えばＨＩＰ焼成の場合には、大
気雰囲気、不活性ガス雰囲気または還元雰囲気中で８０
０〜１２００℃にて５００ｋｇ／ｃｍ2の圧力下でＨＩ
Ｐ焼成を行う。この時不活性ガス雰囲気または還元雰囲
気中で行った場合は、誘電体の体積抵抗率が１０2Ω・
ｃｍ以下となるので、これを大気中にて７００〜１００
０℃で再焼成する。このさらに加圧焼成することによ
り、特に清浄さを必要とされる半導体関連の装置に望ま
れる３μｍを越えるポアがほとんどなくなる。
【００２９】以上の通り、静電チャックを上記のような
方法で製造すれば、吸着力の大きいしかもポアの少ない
酸化チタン製の静電チャックが得られる。
方法で製造すれば、吸着力の大きいしかもポアの少ない
酸化チタン製の静電チャックが得られる。
【００３０】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と共に挙げ、
本発明をより詳細に説明する。
本発明をより詳細に説明する。
【００３１】（実施例１） （１）誘電体シート及び基盤シートの作製 原料としてＴｉＯ2の純度が９９％で、その平均粒径が
０．３μｍ以下の酸化チタン粉末を１６００ｇ、溶媒と
してトルエンとＩＰＡをそれぞれ４００ｍｌと４０ｍ
ｌ、分散剤としてソルビタンモノオレートを１６ｇ、可
塑剤としてジブチルフタレートを３２ｇ配合し、それら
をボールミルで１４時間混合した。混合後、バインダー
として重合度が９５０で濃度が５０ｗｔ％のアクリル系
ポリマーを６００ｇ添加してさらに４時間混合した。得
られたスラリーを６００ポイズになるまで真空脱泡した
後、ドクターブレード法により０．７ｍｍの厚さのシー
トを作製した。
０．３μｍ以下の酸化チタン粉末を１６００ｇ、溶媒と
してトルエンとＩＰＡをそれぞれ４００ｍｌと４０ｍ
ｌ、分散剤としてソルビタンモノオレートを１６ｇ、可
塑剤としてジブチルフタレートを３２ｇ配合し、それら
をボールミルで１４時間混合した。混合後、バインダー
として重合度が９５０で濃度が５０ｗｔ％のアクリル系
ポリマーを６００ｇ添加してさらに４時間混合した。得
られたスラリーを６００ポイズになるまで真空脱泡した
後、ドクターブレード法により０．７ｍｍの厚さのシー
トを作製した。
【００３２】（２）Ａｇ系電極の作製 Ａｇ粉末とＰｄ粉末を０．６５：０．３５になるように
配合し、それに適量の有機ビヒクルを混合した後、三本
ロールミルで混練し、ペーストを調製した。そのペース
トを作製した基盤シートの上面にスクリーン印刷機で２
０μｍの厚さに塗布して電極とした。
配合し、それに適量の有機ビヒクルを混合した後、三本
ロールミルで混練し、ペーストを調製した。そのペース
トを作製した基盤シートの上面にスクリーン印刷機で２
０μｍの厚さに塗布して電極とした。
【００３３】（３）積層及び焼成 作製したシートを、直径が１３０ｍｍの金型で打ち抜
き、電極を塗布した基盤シートにはパンチングで導通用
のバイアホールを開け、そのバイアホールに調製したＡ
ｇ−Ｐｄペーストを充填した。各シートにトルエンを塗
布し、誘電体シートを１枚、電極を塗布した基盤シート
を３枚重ねた後、８０℃の温度で２．５ｋｇ／ｃｍ2の
圧力で熱プレスした。熱プレスした積層体を４５０℃、
３時間脱バインダーした後、１１３０℃で３時間大気中
で焼成した。得られた焼結体の表面を研削して静電チャ
ックを作製した。
き、電極を塗布した基盤シートにはパンチングで導通用
のバイアホールを開け、そのバイアホールに調製したＡ
ｇ−Ｐｄペーストを充填した。各シートにトルエンを塗
布し、誘電体シートを１枚、電極を塗布した基盤シート
を３枚重ねた後、８０℃の温度で２．５ｋｇ／ｃｍ2の
圧力で熱プレスした。熱プレスした積層体を４５０℃、
３時間脱バインダーした後、１１３０℃で３時間大気中
で焼成した。得られた焼結体の表面を研削して静電チャ
ックを作製した。
【００３４】（４）評価 直径が３インチで厚さが０．５ｍｍのシリコンウェハを
静電チャックの上面に載せ、シリコンウェハと静電チャ
ックの間に５００Ｖの電圧を印可してシリコンウェハを
吸着させ、吸着させたまま逆さまにしてシリコンウェハ
の脱落をチェックした。その結果を表１に示す。
静電チャックの上面に載せ、シリコンウェハと静電チャ
ックの間に５００Ｖの電圧を印可してシリコンウェハを
吸着させ、吸着させたまま逆さまにしてシリコンウェハ
の脱落をチェックした。その結果を表１に示す。
【００３５】（実施例２） （１）誘電体シート及び基盤シートの作製 実施例１と同様に作製した。
【００３６】（２）ＴｉＯ2−Ｍ2Ｏ5電極の作製 ＴｉＯ2の純度が９９％で、その平均粒径が０．３μｍ
以下の酸化チタン粉末とＮｂ2Ｏ5の純度が９９％で、そ
の平均粒径が０．５μｍ以下の酸化ニオブ粉末とをＴ
ｉ：Ｎｂ＝０．９８：０．０２になるように配合した混
合物を１６００ｇ、溶媒としてトルエンとＩＰＡをそれ
ぞれ４００ｍｌと４０ｍｌ、分散剤としてソルビタンモ
ノオレートを１６ｇ、可塑剤としてジブチルフタレート
を３２ｇ配合し、それらをボールミルで１４時間混合し
た。混合後、バインダーとして重合度が９５０で濃度が
５０ｗｔ％のアクリル系ポリマーを６００ｇ添加してさ
らに４時間混合した。得られたスラリーを６００ポイズ
になるまで真空脱泡した後、ドクターブレード法により
０．７ｍｍの厚さのシート、即ち電極を作製した。
以下の酸化チタン粉末とＮｂ2Ｏ5の純度が９９％で、そ
の平均粒径が０．５μｍ以下の酸化ニオブ粉末とをＴ
ｉ：Ｎｂ＝０．９８：０．０２になるように配合した混
合物を１６００ｇ、溶媒としてトルエンとＩＰＡをそれ
ぞれ４００ｍｌと４０ｍｌ、分散剤としてソルビタンモ
ノオレートを１６ｇ、可塑剤としてジブチルフタレート
を３２ｇ配合し、それらをボールミルで１４時間混合し
た。混合後、バインダーとして重合度が９５０で濃度が
５０ｗｔ％のアクリル系ポリマーを６００ｇ添加してさ
らに４時間混合した。得られたスラリーを６００ポイズ
になるまで真空脱泡した後、ドクターブレード法により
０．７ｍｍの厚さのシート、即ち電極を作製した。
【００３７】（３）積層及び焼成 作製したシートを、直径が１３０ｍｍの金型で打ち抜
き、基盤シートにはパンチングで導通用のバイアホール
を開け、そのバイアホールに実施例１で調製したＡｇ−
Ｐｄペーストを充填した。各シートにトルエンを塗布
し、誘電体シートを１枚、電極シートを１枚、基盤シー
トを３枚重ねた後、８０℃の温度で２．５ｋｇ／ｃｍ2
の圧力で熱プレスした。熱プレスした積層体を４５０
℃、３時間脱バインダーした後、１１３０℃で３時間大
気中で焼成した。得られた焼結体の表面を研削して静電
チャックを作製した。
き、基盤シートにはパンチングで導通用のバイアホール
を開け、そのバイアホールに実施例１で調製したＡｇ−
Ｐｄペーストを充填した。各シートにトルエンを塗布
し、誘電体シートを１枚、電極シートを１枚、基盤シー
トを３枚重ねた後、８０℃の温度で２．５ｋｇ／ｃｍ2
の圧力で熱プレスした。熱プレスした積層体を４５０
℃、３時間脱バインダーした後、１１３０℃で３時間大
気中で焼成した。得られた焼結体の表面を研削して静電
チャックを作製した。
【００３８】（４）評価 実施例１と同様に評価した。その結果を表１に示す。
【００３９】（実施例３） （１）誘電体シート及び基盤シートの作製 原料としてＴｉＯ2の純度が９９％で、その平均粒径が
０．３μｍ以下の酸化チタン粉末を１６００ｇ、溶媒と
してトルエンとＩＰＡをそれぞれ４００ｍｌと４０ｍ
ｌ、分散剤としてソルビタンモノオレートを１６ｇ、可
塑剤としてジブチルフタレートを４８ｇ配合し、それら
をボールミルで２４時間混合した。混合後、バインダー
として重合度が９６０と１５００のものを等量で混合し
た濃度が５０ｗｔ％のアクリル系ポリマーを６００ｇ添
加してさらに４時間混合した。得られたスラリーを３０
０ポイズになるまで真空脱泡した後、ドクターブレード
法により０．６ｍｍの厚さのシートを作製した。
０．３μｍ以下の酸化チタン粉末を１６００ｇ、溶媒と
してトルエンとＩＰＡをそれぞれ４００ｍｌと４０ｍ
ｌ、分散剤としてソルビタンモノオレートを１６ｇ、可
塑剤としてジブチルフタレートを４８ｇ配合し、それら
をボールミルで２４時間混合した。混合後、バインダー
として重合度が９６０と１５００のものを等量で混合し
た濃度が５０ｗｔ％のアクリル系ポリマーを６００ｇ添
加してさらに４時間混合した。得られたスラリーを３０
０ポイズになるまで真空脱泡した後、ドクターブレード
法により０．６ｍｍの厚さのシートを作製した。
【００４０】（２）ＴｉＯ2−Ｍ2Ｏ5電極の作製 ＴｉＯ2の純度が９９％で、その平均粒径が０．３μｍ
以下の酸化チタン粉末とＮｂ2Ｏ5の純度が９９％で、そ
の平均粒径が０．５μｍ以下の酸化ニオブ粉末とをＴ
ｉ：Ｎｂ＝０．９６：０．０４になるように配合した混
合物を１６００ｇ、溶媒としてトルエンとＩＰＡをそれ
ぞれ４００ｍｌと４０ｍｌ、分散剤としてソルビタンモ
ノオレートを１６ｇ、可塑剤としてジブチルフタレート
を４８ｇ配合し、それらをボールミルで２４時間混合し
た。混合後、バインダーとして重合度が９６０と１５０
０のものを等量で混合した濃度が５０ｗｔ％のアクリル
系ポリマーを６００ｇ添加してさらに４時間混合した。
得られたスラリーを３００ポイズになるまで真空脱泡し
た後、そのスラリーをペーストとし、そのペーストを作
製した誘電体シートの上面にスクリーン印刷機で５０μ
ｍの厚さに塗布して電極とした。
以下の酸化チタン粉末とＮｂ2Ｏ5の純度が９９％で、そ
の平均粒径が０．５μｍ以下の酸化ニオブ粉末とをＴ
ｉ：Ｎｂ＝０．９６：０．０４になるように配合した混
合物を１６００ｇ、溶媒としてトルエンとＩＰＡをそれ
ぞれ４００ｍｌと４０ｍｌ、分散剤としてソルビタンモ
ノオレートを１６ｇ、可塑剤としてジブチルフタレート
を４８ｇ配合し、それらをボールミルで２４時間混合し
た。混合後、バインダーとして重合度が９６０と１５０
０のものを等量で混合した濃度が５０ｗｔ％のアクリル
系ポリマーを６００ｇ添加してさらに４時間混合した。
得られたスラリーを３００ポイズになるまで真空脱泡し
た後、そのスラリーをペーストとし、そのペーストを作
製した誘電体シートの上面にスクリーン印刷機で５０μ
ｍの厚さに塗布して電極とした。
【００４１】（３）積層及び焼成 作製したシートを、直径が１３０ｍｍの金型で打ち抜
き、電極を塗布したシート、基盤シートにはパンチング
で導通用のバイアホールを開け、そのバイアホールに実
施例１で調製したＡｇ−Ｐｄペーストを充填した。各シ
ートにＩＰＡを噴霧し、誘電体シートを１枚、電極を塗
布したシートを１枚、基盤シートを３枚重ねた後、６０
℃の温度で５ｋｇ／ｃｍ2の圧力で熱プレスした。熱プ
レスした積層体を５００℃、３時間脱バインダーした
後、１１７０℃で６時間大気中で焼成した。得られた焼
結体をさらにＡｒ雰囲気中で圧力が１７５０ｋｇ／ｃｍ
2で温度が１０１０℃にて５時間加圧焼成した。それを
さらに大気中で８００℃、２時間熱処理を行った。得ら
れた焼結体の表面を研削して静電チャックを作製した。
き、電極を塗布したシート、基盤シートにはパンチング
で導通用のバイアホールを開け、そのバイアホールに実
施例１で調製したＡｇ−Ｐｄペーストを充填した。各シ
ートにＩＰＡを噴霧し、誘電体シートを１枚、電極を塗
布したシートを１枚、基盤シートを３枚重ねた後、６０
℃の温度で５ｋｇ／ｃｍ2の圧力で熱プレスした。熱プ
レスした積層体を５００℃、３時間脱バインダーした
後、１１７０℃で６時間大気中で焼成した。得られた焼
結体をさらにＡｒ雰囲気中で圧力が１７５０ｋｇ／ｃｍ
2で温度が１０１０℃にて５時間加圧焼成した。それを
さらに大気中で８００℃、２時間熱処理を行った。得ら
れた焼結体の表面を研削して静電チャックを作製した。
【００４２】（４）評価 シリコンウェハの吸着については実施例１と同様に評価
し、さらに静電チャックの表面を顕微鏡にて３μｍを越
えるポアの数をチェックした。それらの結果を表１に示
す。
し、さらに静電チャックの表面を顕微鏡にて３μｍを越
えるポアの数をチェックした。それらの結果を表１に示
す。
【００４３】（比較例） （１）誘電体シート及び基盤シートの作製 比較のために、Ａｌ2Ｏ3の純度が９９％で、その平均粒
径が０．３μｍ以下のアルミナ粉末を１６００ｇ、溶媒
としてトルエンとＩＰＡをそれぞれ８００ｍｌと８０ｍ
ｌ、分散剤としてソルビタンモノオレートを１６ｇ、可
塑剤としてジブチルフタレートを３２ｇ配合し、それら
をボールミルで１４時間混合した。混合後、バインダー
として重合度が９５０で濃度が５０ｗｔ％のアクリル系
ポリマーを６００ｇ添加してさらに４時間混合した。得
られたスラリーを６００ポイズになるまで真空脱泡した
後、ドクターブレード法により０．７ｍｍの厚さのシー
トを作製した。
径が０．３μｍ以下のアルミナ粉末を１６００ｇ、溶媒
としてトルエンとＩＰＡをそれぞれ８００ｍｌと８０ｍ
ｌ、分散剤としてソルビタンモノオレートを１６ｇ、可
塑剤としてジブチルフタレートを３２ｇ配合し、それら
をボールミルで１４時間混合した。混合後、バインダー
として重合度が９５０で濃度が５０ｗｔ％のアクリル系
ポリマーを６００ｇ添加してさらに４時間混合した。得
られたスラリーを６００ポイズになるまで真空脱泡した
後、ドクターブレード法により０．７ｍｍの厚さのシー
トを作製した。
【００４４】（２）電極の作製 Ｍｏ粉末に適量の有機ビヒクルを混合した後、三本ロー
ルミルで混練し、ペーストを調製した。そのペーストを
作製した基盤シートの上面にスクリーン印刷機で２０μ
ｍの厚さに塗布して電極とした。
ルミルで混練し、ペーストを調製した。そのペーストを
作製した基盤シートの上面にスクリーン印刷機で２０μ
ｍの厚さに塗布して電極とした。
【００４５】（３）積層及び焼成 作製したシートを、直径が１３０ｍｍの金型で打ち抜
き、電極を塗布した基盤シートにはパンチングで導通用
のバイアホールを開け、そのバイアホールに調製したＭ
ｏペーストを充填した。各シートにトルエンを塗布し、
誘電体シートを１枚、電極を塗布した基盤シートを３枚
重ねた後、８０℃の温度で２．５ｋｇ／ｃｍ2の圧力で
熱プレスした。熱プレスした積層体を４５０℃、３時間
Ｎ2中で脱バインダーした後、１５８０℃で１時間Ｈ2−
Ｎ2中で焼成した。得られた焼結体の表面を研削して静
電チャックを作製した。
き、電極を塗布した基盤シートにはパンチングで導通用
のバイアホールを開け、そのバイアホールに調製したＭ
ｏペーストを充填した。各シートにトルエンを塗布し、
誘電体シートを１枚、電極を塗布した基盤シートを３枚
重ねた後、８０℃の温度で２．５ｋｇ／ｃｍ2の圧力で
熱プレスした。熱プレスした積層体を４５０℃、３時間
Ｎ2中で脱バインダーした後、１５８０℃で１時間Ｈ2−
Ｎ2中で焼成した。得られた焼結体の表面を研削して静
電チャックを作製した。
【００４６】（４）評価 実施例１と同様に評価した。その結果を表１に示す。
【００４７】
【表１】
【００４８】表１から明らかなように、実施例１〜３に
おいては、静電チャックの誘電体層にＴｉＯ2セラミッ
クスを用いているので、逆さまにしてもシリコンウェハ
は静電チャックから離れて脱落することはなかった。
おいては、静電チャックの誘電体層にＴｉＯ2セラミッ
クスを用いているので、逆さまにしてもシリコンウェハ
は静電チャックから離れて脱落することはなかった。
【００４９】また、実施例３においては、静電チャック
の表面の３μｍを越えるポアの数は２個／ｍｍ2と極め
て少なく、半導体関連の装置にも十分使用できるもので
あった。
の表面の３μｍを越えるポアの数は２個／ｍｍ2と極め
て少なく、半導体関連の装置にも十分使用できるもので
あった。
【００５０】これに対して本発明の範囲外、即ち、静電
チャックの誘電体層にＡｌ2Ｏ3を使った場合は、逆さま
にするとシリコンウェハが脱落してしまった。
チャックの誘電体層にＡｌ2Ｏ3を使った場合は、逆さま
にするとシリコンウェハが脱落してしまった。
【００５１】
【発明の効果】以上の通り、本発明にかかる方法で静電
チャックを製造すれば、誘電体層に誘電率の高いＴｉＯ
2を用いるので、吸着力の強い静電チャックが得られ
る。また、電極にＡｇ等の金属の代わりに誘電体及び基
盤の材質と同じセラミックスを使うことができるので、
誘電体、電極、基盤の各層がより密実に一体化した静電
チャックが得られる。さらに、大気中で焼成することが
できるので、安価にすることができる。
チャックを製造すれば、誘電体層に誘電率の高いＴｉＯ
2を用いるので、吸着力の強い静電チャックが得られ
る。また、電極にＡｇ等の金属の代わりに誘電体及び基
盤の材質と同じセラミックスを使うことができるので、
誘電体、電極、基盤の各層がより密実に一体化した静電
チャックが得られる。さらに、大気中で焼成することが
できるので、安価にすることができる。
【手続補正書】
【提出日】平成６年１１月７日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】追加
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の説明における静電チャックの
断面図である。
断面図である。
【符号の説明】 ｔ 誘電体の厚み Ｓ 電極の面積 Ｖ シリコンウェハと静電チャック間の負荷電圧
Claims (6)
- 【請求項１】 上層に誘電体、中層に電極、下層に基盤
から成る静電チャックにおいて、該誘電体が体積抵抗率
で１０10Ω・ｃｍを越えるＴｉＯ2（酸化チタン）であ
り、該電極が大気中で焼成できるＡｇ系の導体であるこ
とを特徴とする静電チャック。 - 【請求項２】 上層に誘電体、中層に電極、下層に基盤
から成る静電チャックにおいて、該誘電体が体積抵抗率
で１０10Ω・ｃｍを越えるＴｉＯ2であり、該電極が１
０5Ω・ｃｍより低い体積抵抗率を有するＴｉＯ2−Ｍ2
Ｏ5（Ｍ＝Ｎｂ、Ｓｂ、Ｔａ）から成る導電性セラミッ
クスであることを特徴とする静電チャック。 - 【請求項３】 導電性セラミックス中のＭ2Ｏ5の含有量
が、１〜５ｍｏｌ％であることを特徴とする請求項２記
載の静電チャック。 - 【請求項４】 基盤が、体積抵抗率で１０10Ω・ｃｍを
越えるＴｉＯ2であることを特徴とする請求項１、２又
は３記載の静電チャック。 - 【請求項５】 上層に誘電体、中層に電極、下層に基盤
からなる静電チャックの製造方法において、上層のＴｉ
Ｏ2誘電体ではシートを、中層の電極ではシート又はペ
ーストを、あるいはペーストを塗布したシートを、下層
の基盤ではシートをそれぞれ作製し、それらを積層して
一体化した後、それを大気中で焼成することを特徴とす
る静電チャックの製造方法。 - 【請求項６】 上層に誘電体、中層に電極、下層に基盤
からなる静電チャックの製造方法において、上層のＴｉ
Ｏ2誘電体ではシートを、中層の電極ではシート又はペ
ーストを、あるいはペーストを塗布したシートを、下層
の基盤ではシートをそれぞれ作製し、それらを積層して
一体化した後、それを大気中で焼成し、さらにそれを加
圧焼成することを特徴とする静電チャックの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17160194A JPH0819982A (ja) | 1994-07-01 | 1994-07-01 | 静電チャック及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17160194A JPH0819982A (ja) | 1994-07-01 | 1994-07-01 | 静電チャック及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0819982A true JPH0819982A (ja) | 1996-01-23 |
Family
ID=15926197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17160194A Pending JPH0819982A (ja) | 1994-07-01 | 1994-07-01 | 静電チャック及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0819982A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6878907B2 (en) | 2000-02-25 | 2005-04-12 | Ibiden Co., Ltd. | Ceramic substrate and process for producing the same |
| US7011874B2 (en) | 2000-02-08 | 2006-03-14 | Ibiden Co., Ltd. | Ceramic substrate for semiconductor production and inspection devices |
| JP2008035590A (ja) * | 2006-07-27 | 2008-02-14 | Covalent Materials Corp | 静電チャック |
| WO2008082978A2 (en) * | 2006-12-26 | 2008-07-10 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | Electrostatic chuck and method of forming |
| KR20200040152A (ko) * | 2018-10-08 | 2020-04-17 | 한국생산기술연구원 | 전기접착식 그리퍼 및 그의 제조방법 |
| KR20200086401A (ko) * | 2019-01-08 | 2020-07-17 | 한국생산기술연구원 | 복합 유전체층의 제조방법 및 그를 포함하는 전기접착식 그리퍼의 제조방법 |
-
1994
- 1994-07-01 JP JP17160194A patent/JPH0819982A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7011874B2 (en) | 2000-02-08 | 2006-03-14 | Ibiden Co., Ltd. | Ceramic substrate for semiconductor production and inspection devices |
| US6878907B2 (en) | 2000-02-25 | 2005-04-12 | Ibiden Co., Ltd. | Ceramic substrate and process for producing the same |
| JP2008035590A (ja) * | 2006-07-27 | 2008-02-14 | Covalent Materials Corp | 静電チャック |
| WO2008082978A2 (en) * | 2006-12-26 | 2008-07-10 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | Electrostatic chuck and method of forming |
| WO2008082978A3 (en) * | 2006-12-26 | 2008-08-21 | Saint Gobain Ceramics | Electrostatic chuck and method of forming |
| US7983017B2 (en) | 2006-12-26 | 2011-07-19 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | Electrostatic chuck and method of forming |
| KR20200040152A (ko) * | 2018-10-08 | 2020-04-17 | 한국생산기술연구원 | 전기접착식 그리퍼 및 그의 제조방법 |
| KR20200086401A (ko) * | 2019-01-08 | 2020-07-17 | 한국생산기술연구원 | 복합 유전체층의 제조방법 및 그를 포함하는 전기접착식 그리퍼의 제조방법 |
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