JPH09283607A - Electrostatic chuck - Google Patents

Electrostatic chuck

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JPH09283607A
JPH09283607A JP8528196A JP8528196A JPH09283607A JP H09283607 A JPH09283607 A JP H09283607A JP 8528196 A JP8528196 A JP 8528196A JP 8528196 A JP8528196 A JP 8528196A JP H09283607 A JPH09283607 A JP H09283607A
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composite sintered
silicon carbide
electrostatic chuck
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Mamoru Kosakai
守 小坂井
Masayuki Ishizuka
雅之 石塚
Hiroyuki Ito
浩之 伊藤
Hiroshi Inazumachi
浩 稲妻地
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Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the excessive lowering of the resistance value of an insulating part even when the temperature rise of an electrostatic chuck, to improve the corrosion resisting property of the electrostatic chuck against the plasma of halogen gas, and to improve the mechanical strength and the thermal shock resistance of the electrostatic chuck. SOLUTION: This electrostatic chuck 8 is provided with an electrode 3 and insulating parts 1 and 2 which are formed on both sides of the electrode 3. At least the insulating part 1 on the side of an attracting surrace 6 consists of a composite sintered body. This composite sintered body contains aluminum oxide and silicon carbide, silicon carbide grains are brought into contact with each other through mullite material, and the cubical intrinsic resistance value in room temperature of the composite sintered body is between 1×10<8> and 1×10<15> Ω/cm. The desirable content of the silicon carbide in the composite sintered body is between 5 and 30wt.%, the mullite material in the composite sintered body is present as oxide of 0.1μm or smaller in thickness on the surface of the silicon carbide grains.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[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。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a semiconductor wafer,
Adheres metal wafers, glass plates, etc. by electrostatic force,
The present invention relates to an electrostatic chuck for holding.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art For example, when manufacturing a semiconductor, a liquid crystal, or the like, a vacuum chuck or a clamp is used as a method for fixing a semiconductor wafer or a glass plate. However, the fixing method using a vacuum chuck cannot be adopted because there is no pressure difference under vacuum conditions. In the mechanical fixing method using a clamp, the fixed part of the semiconductor wafer or glass plate cannot be used as a device, and the semiconductor wafer or glass plate is partially distorted. Have a problem.

【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。
As a solution to the above problems of the conventional technique, a ceramic electrostatic chuck utilizing electrostatic force has begun to attract attention. As a material of the ceramic electrostatic chuck, a composite sintered body containing titanium oxide in alumina (Japanese Patent Laid-Open No. 62-94953 and Japanese Patent Laid-Open No. 3-204924) and titanium nitride in ceramics such as alumina are used. Composite sintered body (Japanese Patent Laid-Open No. 6-80
No. 89) has been proposed.

【0004】[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。
However, in an electrostatic chuck having an insulating portion made of titanium oxide contained in alumina, the temperature dependence of the resistance value of the composite sintered body is large, so that the plasma When the temperature of the electrostatic chuck rises due to such factors as described above, the resistance value of the insulating portion is lowered, an excessive current flows through the wafer, and the circuit of the wafer is broken.

【0005】また、酸化チタンは、CF4 ,BCl3
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。
Titanium oxide has poor corrosion resistance to plasma of halogen gases such as CF 4 and BCl 3 .
Plasma etching device using these halogen-based gases as etching or cleaning gas, CV
There are restrictions on the use of the D device. Furthermore, the alumina containing titanium oxide has lower strength than the alumina containing no titanium oxide. In addition, since the thermal expansion coefficient is large, the thermal shock resistance is poor, and there is a high risk of damage due to thermal stress when used at high temperatures.

【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。
On the other hand, in an electrostatic chuck provided with an insulating portion made by containing titanium nitride in ceramics such as alumina, surface deterioration due to oxidation of titanium nitride is remarkable in an etching gas atmosphere containing oxygen. . Further, as with the alumina containing titanium oxide, CF 4 , BCl
Corrosion resistance of halogen-based gases such as 3 to plasma is poor, and there are restrictions on the use in plasma etching equipment, CVD equipment, etc., which use these gases as etching or cleaning gases.

【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。
The present invention prevents the resistance value of the insulating portion from excessively decreasing when the temperature of the electrostatic chuck rises, improves the corrosion resistance of the electrostatic chuck to the plasma of halogen gas, and It is also to improve its strength and thermal shock resistance.

【0008】[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絶縁
部が複合焼結体によって形成されており、この複合焼結
体が酸化アルミニウムおよび炭化珪素粒子を含有してお
り、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1×108 Ω・cm以上、1×101 5 Ω・cm
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。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is an electrostatic chuck comprising an electrode and insulating portions provided on both sides of the electrode, wherein at least the insulating portion on the suction surface side is a composite burner. The composite sintered body contains aluminum oxide and silicon carbide particles, and the silicon carbide particles are in contact with each other through a mullite substance. Volume resistivity of 1 × 10 8 Ω · cm or more, 1 × 10 15 Ω · cm
The present invention relates to an electrostatic chuck, characterized in that:

【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。
In a preferred embodiment of the present invention, the content of carbon silicon in the composite sintered body is 5% by weight or more and 30% by weight or less. In another preferred embodiment, the mullite substance in the composite sintered body is present on the surface of the silicon carbide particles as an oxide having a thickness of 0.1 μm or less.

【0010】更に他の好適な態様においては、複合焼結
体が、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の非酸化性雰囲気下に
おける焼結体からなる。更に他の好適な態様において
は、複合焼結体中の炭化珪素粒子の平均粒子径が1μm
以下である。
In still another preferred embodiment, the composite sintered body has a mean particle size of 0.5 μm or less and a silicon carbide powder having an oxide film with a thickness of 0.05 μm or less on the surface layer, and an aluminum oxide powder. And a sintered body of the mixed powder of and in a non-oxidizing atmosphere. In still another preferred embodiment, the average particle diameter of the silicon carbide particles in the composite sintered body is 1 μm.
It is as follows.

【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。
The inventor of the present invention has conducted various studies to develop an electrostatic chuck having a low temperature dependence of electric conductivity, excellent corrosion resistance to halogen gas, high hardness and strength, and high heat resistance. As the material of the electrostatic chuck,
It has been found that a composite sintered body containing aluminum oxide and silicon carbide and having silicon carbide particles in contact with each other through a mullite substance is suitable.

【0012】即ち、静電チャックの絶縁部の少なくとも
吸着面側を、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接触
し、かつ室温における体積固有抵抗値が1×108 Ω・
cm以上、1×101 5 Ω・cm以下である複合焼結体
により形成することにした。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、総称するものである。
That is, at least the adsorption surface side of the insulating portion of the electrostatic chuck contains aluminum oxide and silicon carbide, the silicon carbide particles are in contact with each other through the mullite substance, and the volume resistivity at room temperature is 1 × 10 8 Ω ・
It was decided to form a composite sintered body having a size of 1 cm or more and 1 × 10 15 Ω · cm or less. "Mullite substances" here
The term generically refers to a solid solution or glass of aluminum oxide and mullite, or a solid solution or glass of silicon oxide and mullite.

【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、1×108Ω・cm以上、1×101 5 Ω・
cm以下としたものである。
That is, since the electrostatic chuck formed of this composite sintered body is less corroded by the plasma of halogen gas and is superior in strength and hardness as compared with alumina, it is less likely to generate particles, and Has excellent heat resistance and there is no risk of damage due to thermal stress when used at high temperatures. By controlling the particle size of the composite sintered body, the amount of silicon carbide, and the amount of the mullite substance present, the volume resistivity value is 1 × 10 8 Ω · cm or more and 1 × 10 15 Ω ·
The value is set to cm or less.

【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1×101 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1×108 Ω・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。
The content of silicon carbide in the composite sintered body is preferably 5% by weight or more and 30% by weight or less. That is, although depending on the particle size of the sintered body and the like, when the content of silicon carbide is 5% by weight or more, the effect of increasing the hardness and strength of the composite sintered body by adding silicon carbide becomes remarkable. , And the volume resistivity is 1 × 10 15 Ω · cm
Because of the following, the responsiveness of adsorption / desorption of wafers and the like is improved. On the other hand, when the content of silicon carbide is 30% by weight or less, the volume resistivity becomes 1 × 10 8 Ω · cm or more, so that the leak current from the electrostatic chuck to the wafer can be suppressed and the device can be destroyed. Less risk of

【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。
Further, the mullite in the composite sintered body is preferably present on the surface of the silicon carbide particles as an oxide having a thickness of 0.1 μm or less. That is, the electrical conductivity of the composite sintered body is mainly due to silicon carbide. Therefore, in the composition region where the silicon carbide particles in the composite sintered body are in direct contact with each other to form a conductive path, the electric resistance sharply decreases and it becomes difficult to control the resistance value. Therefore,
When an appropriate amount of mullite substance is present on the surface of silicon carbide particles,
Since the silicon carbide particles in the composite sintered body are in contact with each other through the mullite substance, there is no sudden decrease in electric resistance and the resistance value can be controlled well.

【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1×101 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。
Here, if the thickness of the mullite oxide existing on the surface of the silicon carbide particles exceeds 0.1 μm, the resistance between the silicon carbides in the composite sintered body increases and the volume resistivity at room temperature increases. Of more than 1 × 10 15 Ω · cm, the adsorption / desorption responsiveness of wafers and the like may be deteriorated, and the corrosion resistance of the halogen-based gas to plasma may be deteriorated. Therefore, it is preferable that the thickness of the mullite oxide is 0.1 μm or less.

【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。
A small amount of impurities is allowed in the composite sintered body. However, the decrease in lifetime and gate voltage in the semiconductor manufacturing process is due to the transition metal element and the alkali metal. In addition, aluminum,
If the amount of metal impurities other than silicon exceeds 0.1% by weight, the semiconductor wafer is more likely to be contaminated, and the temperature dependence of the electric resistance of the electrostatic chuck increases.
Not preferred. Therefore, the content of metal impurities other than aluminum and silicon in the composite sintered body forming the insulating portion is preferably 0.1% by weight or less.

【0018】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。
Further, in the above composite sintered body, a mixed powder consisting of an aluminum oxide powder and a silicon carbide powder having an oxide film with an average particle diameter of 0.5 μm or less and a thickness of 0.05 μm or less on the surface layer is non-oxidized. It can be produced by sintering in a strong atmosphere.

【0019】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0.05
μm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。
That is, in a composite sintered body using a silicon carbide powder having an average particle diameter exceeding 0.5 μm, the average particle diameter of silicon carbide in the sintered body exceeds 1 μm, and the strength of the composite sintered body is increased. The effect of increase is small, and when exposed to plasma, the electric field concentrates on the silicon carbide portion and is greatly damaged, which is not preferable. In addition, the thickness of the surface of the silicon carbide particles is 0.05
By using the silicon carbide powder having an oxide film of not more than μm, the silicon oxide on the surface of the silicon carbide particles and the aluminum oxide can be reacted with each other to form an insulating film of mullite oxide on the surface of the silicon carbide particles, This makes it possible to suppress a sharp decrease in the resistance value.

【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。
The silicon carbide raw material powder used is preferably a powder obtained by a plasma CVD method. In particular, a raw material gas of a silane compound or silicon halide and hydrocarbon is introduced into plasma in a non-oxidizing atmosphere, and a gas phase reaction is performed while controlling the pressure of the reaction system within the range of less than 1 atm to 0.1 Torr. The average particle size obtained was 0.1μ
The ultrafine powder having a particle size of m or less has excellent sinterability, has high purity, and has a spherical particle shape, and therefore has good dispersibility during molding.

【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。
On the other hand, the aluminum oxide raw material powder is not particularly limited as long as it has a high purity. Further, by setting the atmosphere during sintering to a non-oxidizing atmosphere, excessive oxidation of silicon carbide during sintering can be suppressed. Known means can be adopted for the molding method and the sintering method during the production of the composite sintered body.

【0022】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
るおそれがないので、好ましい。
Furthermore, by setting the average particle size of the silicon carbide particles in the composite sintered body to 1 μm or less, the effect of improving the strength by adding silicon carbide is remarkable, and the electric field when exposed to plasma is the silicon carbide portion. It is preferable because there is no danger of being seriously damaged by being concentrated on.

【0023】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。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。
The specific form and manufacturing method of the electrostatic chuck of the present invention are not particularly limited. A suitable electrostatic chuck configuration and manufacturing method will be described with reference to FIGS. 1 and 2. 1A is a plan view showing the disk-shaped insulating portion 1 on the attracting surface side, and FIG. 1B is a plan view showing the disk-shaped insulating portion 2 on the base side of the electrostatic chuck. FIG.
In order to manufacture the disk-shaped insulating portion 1 of (a), first, a disk-shaped sintered body is manufactured, and a through hole 1a is formed in this disk-shaped sintered body by machining. Disk-shaped insulating portion 2 of FIG. 1 (b)
In order to manufacture, the disk-shaped sintered body is manufactured first, and the through-hole 2a and the electrode insertion hole 2b are formed in this disk-shaped sintered body by machining. At least the insulating portion 1 is formed of the composite sintered body of the present invention.

【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。
Then, as shown in FIG. 2 (a), in a region A within a circle having a radius of 90 mm from the center of the disk-shaped insulating portion 2,
A conductive material is applied to form a coating layer 15, and an insulating material is applied to the outer peripheral edge region B outside the circular region A to form a coating layer 16. Examples of such a conductive material include a mixed powder of a conductive ceramics powder such as tantalum carbide and titanium nitride and an aluminum oxide-silicon dioxide glass powder. Examples of such an insulating material include various glass powders such as aluminum oxide-silicon dioxide glass. In this state, the disk-shaped insulating portions 1 and 2 are superposed and heat-treated to bond them to each other to obtain the electrostatic chuck 8 as shown in FIG. 2B.

【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。
In FIG. 2B, a circular electrode 3 made of a conductive material is formed, and an insulating portion 1 is provided on the adsorption surface 6 side when viewed from the electrode 3. A lead-out electrode 14 made of a conductive ceramic such as tantalum carbide or titanium nitride is inserted into the electrode insertion hole 2b of the disk-shaped insulating portion 2, and the lead-out electrode 14 is formed on the electrode 3 by a brazing material such as active metal or silver brazing. Join to each other.

【0026】[0026]

【実施例】【Example】

(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。
(Example 1) [Production of electrostatic chuck] β-type silicon carbide ultrafine powder having an average particle diameter of 0.05 µm was vapor-phase synthesized by a plasma CVD method. This powder was heat-treated in air at 350 ° C. for 50 hours to obtain silicon carbide ultrafine powder having a 0.002 μm-thick oxide film of silicon dioxide on the surface. The thickness of this oxide film was calculated from the measurement results of the amount of oxygen and the specific surface area of the ultrafine silicon carbide powder.

【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。
8% by weight of this ultrafine silicon carbide powder and 92% by weight of aluminum oxide powder having an average particle diameter of 0.5 μm were mixed for 5 hours using an ultrasonic disperser to obtain a mixed powder. The mixed powder was dried, shaped, and then sintered for 2 hours under a condition of an argon atmosphere and a temperature of 1700 ° C. to obtain two disc-shaped composite sintered bodies having a diameter of 195 mm and a thickness of 4 mm.

【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、
「JIS C2141」に規定された方法に準じて測定
した。
Then, the average particle diameter and the volume resistivity of the silicon carbide particles in this composite sintered body were measured, and the results are shown in Table 1. The average particle diameter of the silicon carbide particles was measured by the SEM observation method, and the volume resistivity value was
The measurement was performed according to the method specified in "JIS C2141".

【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。
Further, it was confirmed by TEM observation that adjacent silicon carbide particles were in contact with each other in the composite sintered body via a mullite oxide having a thickness of 0.005 μm.

【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、「JIS R160
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。
Further, the Vickers hardness and room temperature 4-point bending strength of the above-mentioned separately prepared composite sintered body were measured according to "JIS R160".
It was measured according to the method specified in "1". Table 1 shows the results.

【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。
Then, the disc-shaped sintered body is machined,
Each disk-shaped insulating portion shown in FIGS. 1A and 1B was manufactured. However, in FIG. 1A, a through hole 1 a having a diameter of 15 mm is formed in the center of the insulating portion 1. In FIG. 1B, a through hole 2 having a diameter of 15 mm is formed at the center of the insulating portion 2.
Form a, and place a diameter of 1 mm at a location 25 mm away from the center.
An electrode insertion hole 2b of 0 mm was formed.

【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。
Then, the radius of 9 mm from the center of the disk-shaped insulating portion 2
In the circular area A within 0 mm, tantalum carbide (30 vol
%) And aluminum oxide-silicon dioxide glass powder (7
The mixed powder with 0 vol%) was applied by screen printing. Outer peripheral region B (radius 90 to radius 97.5
The area (mm) was coated with aluminum oxide-silicon dioxide glass powder by screen printing. Insulation part 1
After the layers 2 and 2 were overlapped with each other, heat treatment was performed to bond them.

【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。
Next, after grinding the disk-shaped insulating portion 1 for 1.3 mm, a lead-out electrode 14 made of tantalum carbide is inserted into the electrode insertion hole 2b of the insulating portion 2 and joined by using a silver brazing agent. The electrostatic chuck 8 shown in FIG. 2B was produced.

【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。
[Measurement of Electrostatic Characteristic] The electrostatic chucking force thus prepared, the electrostatic chucking force, the chucking time, and the desorbing time are measured at room temperature and 400 ° C. at the respective temperatures shown in FIG. Was measured using.

【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。
That is, the heater 9 is installed on the table 10,
The electrostatic chuck 8 was installed on the heater 9. The pressing member 11 was inserted into the through hole 10 a of the table 10, the through hole 9 a of the heater 9, and the through hole of the electrostatic chuck 8. An 8-inch silicon wafer 18 was placed on the attraction surface 6 of the electrostatic chuck 8. Pressing member 11 against silicon wafer 18
The upper ends of the. A voltage of 300 V DC is applied between the silicon wafer 18 and the take-out electrode 14, and the silicon wafer 18 is electrostatically adsorbed for 5 minutes.
The lifter 12 lifted the electrostatically adsorbed silicon wafer 18 to remove it. The desorption force required at this time was measured by a load cell and used as the electrostatic adsorption force.

【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
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。
The adsorption time is the time until the electrostatic adsorption force reaches 10 kgf / cm 2 when a DC voltage of 300 V is applied, and the desorption time is a DC voltage of 300 V for 5 minutes. It is the time from when the application is stopped after the application to when the electrostatic adsorption force reaches 50 gf / cm 2 .
Table 2 shows the measurement results.

【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、CF4 20vol
%、O2 80vol%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。
Then, the electrostatic chuck was mounted in a plasma CVD apparatus, and 1.0 Torr of CF 4 20 vol was used.
%, O 2 and 80 vol% of O 2 and exposed to plasma in a mixed gas atmosphere for 20 hours, the same electrostatic adsorption characteristic test as described above was performed. Table 3 shows the results.

【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。
Further, in each electrostatic adsorption characteristic test before and after exposing the electrostatic chuck to plasma, the temperature up to 400 ° C.
The temperature was raised at a temperature rising rate of ° C / min. As a result, the electrostatic chuck was not damaged or damaged by thermal stress. Therefore, the item of thermal stress resistance in Tables 2 and 3 was described as “good”.

【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。
Example 2 Except that the composition of the composite sintered body was 25% by weight of silicon carbide and 75% by weight of alumina.
A composite sintered body was obtained in the same manner as in Example 1. It was confirmed by TEM observation that the silicon carbide particles in this composite sintered body were in contact with each other through a mullite oxide having a thickness of 0.005 μm.

【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。
The average particle size and volume resistivity of the silicon carbide particles in this composite sintered body were measured according to Example 1.
Table 1 shows the results. In addition, the Vickers hardness and room temperature four-point bending strength of the above-mentioned composite sintered body prepared separately were determined according to Example 1
It measured according to. Table 1 shows the results. Then, using this composite sintered body, an electrostatic chuck was prepared according to Example 1, and electrostatic adsorption characteristics were measured before and after the halogen gas plasma exposure. The results are shown in Tables 2 and 3.

【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。
In each electrostatic adsorption characteristic test before and after exposing the electrostatic chuck to the plasma, 400 ° C.
Although the temperature was raised up to 80 ° C./min, the electrostatic chuck was not damaged or damaged by thermal stress.

【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。
Example 3 β having an average particle size of 0.05 μm
Type silicon carbide ultrafine powder was vapor-phase synthesized by the plasma CVD method. This powder was heat-treated at 400 ° C. for 5 hours in the air to obtain a silicon carbide ultrafine powder having a 0.003 μm-thick oxide film of silicon dioxide on the surface. Two disc-shaped composite sintered bodies having a diameter of 195 mm and a thickness of 4 mm were obtained in the same manner as in Example 1 except that this ultrafine silicon carbide powder was used.

【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。
The silicon carbide particles in this composite sintered body are
It was confirmed by TEM observation that the mullite oxide having a thickness of 0.004 μm was in contact.

【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。
The average particle diameter and volume resistivity of the silicon carbide particles in this composite sintered body were measured according to Example 1.
Table 1 shows the results. In addition, the Vickers hardness and room temperature four-point bending strength of the above-mentioned composite sintered body prepared separately were determined according to Example 1
It measured according to. Table 1 shows the results. Then, using this composite sintered body, an electrostatic chuck was prepared according to Example 1, and electrostatic adsorption characteristics were measured before and after the halogen gas plasma exposure. The results are shown in Tables 2 and 3.

【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。
In each electrostatic adsorption characteristic test before and after exposing the electrostatic chuck to plasma, both were 400 ° C.
Although the temperature was raised up to 80 ° C./min, the electrostatic chuck was not damaged or damaged by thermal stress.

【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。
Example 4 A composite sintered body was obtained in the same manner as in Example 1 except that the sintering time was 20 hours. It was confirmed by TEM observation that the silicon carbide particles in this composite sintered body were in contact with each other through a mullite oxide having a thickness of 0.009 μm.

【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。
The average particle size and volume resistivity of the silicon carbide particles in this composite sintered body were measured according to Example 1.
Table 1 shows the results. The Vickers hardness and room temperature 4-point bending strength of the separately prepared composite sintered body were measured in accordance with Example 1. Table 1 shows the results. Then, using this composite sintered body, an electrostatic chuck was prepared according to Example 1, and electrostatic adsorption characteristics were measured before and after the halogen gas plasma exposure. The results are shown in Tables 2 and 3.

【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。
In each of the electrostatic adsorption characteristic tests before and after exposing the electrostatic chuck to plasma, both were 400 ° C.
Although the temperature was raised up to 80 ° C./min, the electrostatic chuck was not damaged or damaged by thermal stress.

【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。
(Comparative Example 1) A composite sintered body was obtained in the same manner as in Example 1 except that the composition of the composite sintered body was 100% by weight of aluminum oxide.

【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。
The average particle diameter and volume resistivity of the silicon carbide particles in this composite sintered body were measured according to Example 1.
Table 1 shows the results. In addition, the Vickers hardness and room temperature four-point bending strength of the above-mentioned composite sintered body prepared separately were determined according to Example 1
It measured according to. Table 1 shows the results. Then, using this composite sintered body, an electrostatic chuck was prepared according to Example 1, and electrostatic adsorption characteristics were measured before and after the halogen gas plasma exposure. The results are shown in Tables 2 and 3.

【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。
In each of the electrostatic adsorption characteristic tests before and after exposing the electrostatic chuck to plasma, both were 400 ° C.
Up to 80 ° C./min. As a result, the peripheral portion of the electrostatic chuck was partially damaged during the electrostatic adsorption characteristic test both before and after the halogen gas plasma exposure.

【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。
(Comparative Example 2) A composite was prepared in the same manner as in Example 1 except that β-type silicon carbide ultrafine powder having an average particle size of 0.05 μm which was vapor-phase synthesized by the plasma CVD method was used without heat treatment. A sintered body was obtained. In addition, the fact that the silicon carbide particles in the composite sintered body are in contact with each other is
It was confirmed by EM observation.

【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。
The average particle diameter and volume resistivity of the silicon carbide particles in this composite sintered body were measured according to Example 1.
Table 1 shows the results. The Vickers hardness and room temperature 4-point bending strength of the separately prepared composite sintered body were measured in accordance with Example 1. Table 1 shows the results. Then, using this composite sintered body, an electrostatic chuck was prepared according to Example 1, and electrostatic adsorption characteristics were measured before and after the halogen gas plasma exposure. The results are shown in Tables 2 and 3.

【0054】[0054]

【表1】 [Table 1]

【0055】[0055]

【表2】 [Table 2]

【0056】[0056]

【表3】 [Table 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。
In Examples 1, 2, 3, and 4 of the present invention, a high electrostatic adsorption force was obtained even after exposure to plasma, and the response time of adsorption time and desorption time was good.
High thermal stress resistance. Among these, in Examples 1, 2, and 3, the content of silicon carbide in the composite sintered body was 5% by weight or more and 30% by weight or less, and the thickness of the mullite material was 0.1 μm or less. The silicon carbide particles had an average particle diameter of 0.2 μm or 0.3 μm, but both had a high electrostatic adsorption force at room temperature and 400 ° C., and the electrostatic adsorption characteristics after exposure to plasma were also particularly high.

【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。
On the other hand, in Comparative Example 1, the electrostatic adsorption force was low even before the plasma exposure, and the adsorption time was
Desorption time is long. In Comparative Example 2, the electrostatic adsorption property before plasma exposure was good, but 40 after plasma exposure.
The electrostatic attraction force at 0 ° C. was particularly low, and discharge was observed between the silicon wafer and the electrostatic chuck.

【0059】[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、絶縁部の少なくとも吸着面側を、酸化アル
ミニウムと炭化珪素を含むと共に、炭化珪素粒子同士は
ムライト質物質を介して接触し、かつ室温における体積
固有抵抗値が1×108 Ω・cm以上、1×101 5 Ω
・cm以下である複合焼結体により形成することによっ
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。
As described above, according to the electrostatic chuck of the present invention, at least the adsorption surface side of the insulating portion contains aluminum oxide and silicon carbide, and the silicon carbide particles are intercalated by the mullite substance. The volume resistivity at room temperature is 1 × 10 8 Ω · cm or more and 1 × 10 15 Ω
-By forming a composite sintered body having a size of cm or less, it is less corroded by halogen gas, has better strength and hardness than alumina, has less generation of particles, and has excellent heat resistance at high temperatures. In use, there is no risk of damage due to thermal stress, and moreover, it has good electrostatic adsorption properties.

【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。
Further, by setting the content of the above-mentioned silicon carbide in the composite sintered body to 5% by weight or more and 30% by weight or less, the hardness and the strength of the composite sintered body are remarkably improved by the addition of silicon carbide. Therefore, the response of adsorption and desorption of the wafer and the like is good, and the risk of device destruction due to the leak current from the electrostatic chuck to the wafer can be effectively eliminated.

【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。
Further, the mullite material in the composite sintered body is
By being present as an oxide having a thickness of 0.1 μm or less on the surface of silicon carbide particles, the volume resistivity of the composite sintered body can be easily controlled, and the adsorption / desorption responsiveness of a wafer or the like, halogen Corrosion resistance of the system gas to plasma is improved.

【0062】更に、複合焼結体を、平均粒子径が0.5
μm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。
Further, the composite sintered body has an average particle diameter of 0.5.
The effect of increasing the strength is obtained by using a sintered body of a mixed powder of a silicon carbide powder having an oxide film with a thickness of 0.05 μm or less on the surface layer and an aluminum oxide powder in a non-oxidizing atmosphere. The plasma resistance is remarkably improved, and a predetermined volume resistivity value is obtained.

【0063】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。
Further, by setting the average particle size of the silicon carbide particles in the composite sintered body to 1 μm or less, the effect of increasing the strength is remarkable, and when exposed to plasma, the electric field concentrates on the silicon carbide portion and is damaged. I will not receive it.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【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。
FIG. 1A is a plan view showing a disk-shaped insulating portion on a suction surface side, and FIG. 1B is a plan view showing a disk-shaped insulating portion on a substrate side.

【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。
FIG. 2A is a plan view showing a state in which a conductive material and an insulating material are applied onto the disk-shaped insulating portion 2,
(B) is a sectional view of the electrostatic chuck.

【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。
FIG. 3 is a schematic view showing a device for measuring the attraction force of an electrostatic chuck.

【符合の説明】[Description of sign]

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 1 Disc-shaped insulating part on adsorption side 1a Through hole 2 Disc-shaped insulating part on base side 2b Electrode insertion hole 3 Circular electrode 4 Insulating bonding layer 6 Adsorption surface 8 Electrostatic chuck 15 Coating layer of conductive material 16 Insulation Coating layer of conductive material 18 Semiconductor wafer

───────────────────────────────────────────────────── 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 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Hiroshi Inazuma 585 Tomimachi, Funabashi, Chiba Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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複合焼結体によって
形成されており、この複合焼結体が酸化アルミニウムお
よび炭化珪素粒子を含有しており、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1×108 Ω・c
m以上、1×101 5 Ω・cm以下であることを特徴と
する、静電チャック。
1. An electrostatic chuck comprising an electrode and insulating portions provided on both sides of the electrode, wherein at least the insulating portion on the suction surface side is formed of a composite sintered body. The composite sintered body contains aluminum oxide and silicon carbide particles, and the silicon carbide particles are in contact with each other through a mullite substance, and the volume resistivity value at room temperature of the composite sintered body is 1 × 10 8 Ω ・ c
An electrostatic chuck characterized in that it is not less than m and not more than 1 × 10 15 Ω · cm.
【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%以下であることを特徴とす
る、請求項1記載の静電チャック。
2. The electrostatic chuck according to claim 1, wherein the content of carbon silicon in the composite sintered body is 5% by weight or more and 30% by weight or less.
【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ことを特徴とする、請求項1または
2記載の静電チャック。
3. The mullite material in the composite sintered body comprises:
3. The electrostatic chuck according to claim 1, which is present on the surface of the silicon carbide particles as an oxide having a thickness of 0.1 μm or less.
【請求項4】 前記複合焼結体が、平均粒子径が0.5
μm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からなること
を特徴とする、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。
4. The average particle size of the composite sintered body is 0.5.
7. A sintered body of a mixed powder of a silicon carbide powder having an oxide film having a thickness of 0.05 μm or less and a surface layer having a thickness of 0.05 μm or less and an aluminum oxide powder in a non-oxidizing atmosphere. The electrostatic chuck according to any one of claims 1 to 3.
【請求項5】 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、請求
項1〜4のいずれか一つの請求項に記載の静電チャッ
ク。
5. The electrostatic chuck according to claim 1, wherein the silicon carbide particles in the composite sintered body have an average particle diameter of 1 μm or less.
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