JPH11100271A - Ceramic resistor and electrostatic chuck using the same - Google Patents

Ceramic resistor and electrostatic chuck using the same

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JPH11100271A
JPH11100271A JP10215844A JP21584498A JPH11100271A JP H11100271 A JPH11100271 A JP H11100271A JP 10215844 A JP10215844 A JP 10215844A JP 21584498 A JP21584498 A JP 21584498A JP H11100271 A JPH11100271 A JP H11100271A
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electrostatic
aluminum nitride
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裕見子 伊東
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ceramic resistor which has a 10<8> to 10<12> Ω.cm volume resistivity at 0 to 50 deg.C and is capable of obtaining a high attracting force due to the Johnson-Rabbeck effect at <=200 deg.C and also, to provide an electrostatic chuck using the ceramic resistor. SOLUTION: This resistor 2 consists essentially of aluminum nitride and concurrently contains 2 to 20 mol.% cerium expressed in terms of cerium oxide (CeO2 ) and CeAlO3 and also, has a 10<8> to 10<12> Ω.cm volume resistivity at 0 to 50 deg.C and is used as a component of an electrostatic chuck 1 for attracting and holding an object to be fixed by electrostatic force.

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、耐摩耗性、耐食
性、耐プラズマ性に優れ、主に半導体装置や液晶基板な
どの製造工程において、半導体ウエハやガラス基板など
の被固定物を保持し、特に、被固定物を静電気力によっ
て吸着保持する静電チャック等に使用される、高い静電
気力を有するセラミック抵抗体とそれを用いた静電チャ
ックに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is excellent in abrasion resistance, corrosion resistance, and plasma resistance, and holds an object to be fixed such as a semiconductor wafer or a glass substrate mainly in a manufacturing process of a semiconductor device or a liquid crystal substrate. In particular, the present invention relates to a ceramic resistor having a high electrostatic force used for an electrostatic chuck or the like that holds an object to be fixed by electrostatic force and an electrostatic chuck using the same.

【0002】[0002]

【従来技術】従来、半導体製造工程において、半導体ウ
エハ(以下、ウエハと称す。)に微細加工を施すための
エッチング工程や、薄膜を形成するための成膜工程、あ
るいはフォトレジストを行うための露光処理工程等にお
いては、ウエハを保持するために静電チャックが使用さ
れている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a semiconductor manufacturing process, an etching process for performing fine processing on a semiconductor wafer (hereinafter, referred to as a wafer), a film forming process for forming a thin film, or an exposure process for performing a photoresist. In a processing step or the like, an electrostatic chuck is used to hold a wafer.

【0003】この種の静電チャックとしては、静電吸着
用の電極板上にアルミナ、サファイアなどからなる誘電
体層を形成したもの(特開昭60−261377号公
報)や、絶縁基体の上に静電吸着用電極を形成し、その
上に誘電体層を形成したもの(特開平4−34953号
公報)、さらには誘電体材料からなる基体の内部に静電
吸着用電極を埋設したもの(特開昭62−94953号
公報)等誘電体層の上面を吸着面としたものが提案され
ている。
[0003] As this kind of electrostatic chuck, an electrostatic chuck in which a dielectric layer made of alumina, sapphire, or the like is formed on an electrode plate for electrostatic attraction (Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-261377), or an insulating substrate is used. An electrode for electrostatic attraction formed thereon and a dielectric layer formed thereon (Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-34953), and further an electrode for electrostatic attraction embedded within a substrate made of a dielectric material (Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 62-94953) has been proposed in which the upper surface of a dielectric layer is used as an adsorption surface.

【0004】上記構造の静電チャックにおいては、吸着
面にウエハを載置して静電吸着用電極とウエハとの間に
電圧を印加することで誘電分極によるクーロン力やジョ
ンソン・ラーベック力等の静電気力を発現させてウエハ
を吸着保持するものである。また、静電吸着用電極を複
数個に分割し、各電極間に電圧を印加することにより吸
着面に載置したウエハを吸着保持する双極型の構造の静
電チャックも提案されている。
In the electrostatic chuck having the above structure, a wafer is placed on a suction surface, and a voltage is applied between the electrostatic chucking electrode and the wafer, thereby causing Coulomb force or Johnson-Rahbek force due to dielectric polarization. This is to exert electrostatic force to attract and hold the wafer. Further, there has been proposed an electrostatic chuck having a bipolar structure in which an electrostatic chucking electrode is divided into a plurality of parts and a voltage is applied between the electrodes to suck and hold a wafer placed on a suction surface.

【0005】一方、近年、半導体素子における集積回路
の集積度が向上し、半導体製造工程に過酷な条件が負荷
されるに伴って、吸着面を構成する誘電体層には、ウエ
ハの脱着に対する耐摩耗性と、各種処理工程で使用され
る腐食性ガスに対する耐食性に加え、耐プラズマ性に優
れるとともに、高い熱伝導率を有する材料が望まれるよ
うになり、このような材料として高純度の窒化アルミニ
ウム質焼結体や、焼結助剤として主にY2 3 やEr2
3 を含有した窒化アルミニウム質焼結体を用いること
が提案されている。
On the other hand, in recent years, as the degree of integration of an integrated circuit in a semiconductor device has been improved and severe conditions have been applied to the semiconductor manufacturing process, the dielectric layer constituting the suction surface has been required to be resistant to the desorption of the wafer. In addition to abrasion resistance and corrosion resistance to corrosive gases used in various processing steps, a material having excellent plasma resistance and high thermal conductivity has been desired. As such a material, high-purity aluminum nitride has been demanded. and quality sintered body, mainly as a sintering aid Y 2 O 3 and Er 2
It has been proposed to use an aluminum nitride sintered body containing O 3 .

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ウエハを吸着させる静
電気力には前述したようにクーロン力とジョンソン・ラ
ーベック力の2種類があり、クーロン力は誘電体層を構
成する材質の誘電率に依存し、ジョンソン・ラーベック
力は誘電体層を構成する材質の体積固有抵抗値に依存す
る。具体的には、誘電体層の体積固有抵抗値が1015Ω
・cmより大きい時の吸着力はクーロン力により支配さ
れ、誘電体層の体積固有抵抗値が低下するにしたがって
ジョンソン・ラーベック力が発現し、誘電体層の体積固
有抵抗値が1012Ω・cm未満となると吸着力はクーロ
ン力に比べて大きな吸着力が得られるジョンソン・ラー
ベック力により支配されることが知られている。
As described above, there are two types of electrostatic force for attracting a wafer, the Coulomb force and the Johnson-Rahbek force. The Coulomb force depends on the dielectric constant of the material constituting the dielectric layer. The Johnson-Rahbek force depends on the volume resistivity of the material constituting the dielectric layer. Specifically, the volume resistivity of the dielectric layer is 10 15 Ω
The adsorption force when larger than cm is governed by Coulomb force, and Johnson-Rahbek force appears as the volume resistivity of the dielectric layer decreases, and the volume resistivity of the dielectric layer becomes 10 12 Ω · cm. It is known that when the value is less than the above, the adsorption force is governed by the Johnson-Rahbek force, which provides a larger adsorption force than the Coulomb force.

【0007】上記高純度の窒化アルミニウム質焼結体や
焼結助剤として主にY2 3 やEr2 3 を含有した窒
化アルミニウム質焼結体は、250℃以上の高温下にお
いては高い吸着力が得られるものの、200℃以下の温
度下で行われる成膜工程や露光処理工程、あるいはエッ
チング工程などでは十分な吸着力が得られないといった
課題があった。
The high-purity aluminum nitride sintered body and the aluminum nitride sintered body mainly containing Y 2 O 3 or Er 2 O 3 as a sintering aid are high at a high temperature of 250 ° C. or higher. Although a suction force can be obtained, there is a problem that a sufficient suction force cannot be obtained in a film forming step, an exposure processing step, an etching step, or the like performed at a temperature of 200 ° C. or lower.

【0008】すなわち、上記窒化アルミニウム質焼結体
の体積固有抵抗値は温度が上昇するに伴って低下し、3
00℃以上の温度下では1011Ω・cm程度であること
からジョンソン・ラーベック力による高い吸着力が得ら
れるものの、200℃以下の温度下では1016Ω・cm
以上と絶縁性が高いためにクーロン力による吸着力しか
得られず、また、誘電率もそれほど高くないことからク
ーロン力による吸着力も小さく、十分な吸着力を得るこ
とができなかった。
That is, the volume resistivity of the aluminum nitride sintered body decreases as the temperature rises,
Although the temperature is about 10 11 Ω · cm at a temperature of 00 ° C. or more, a high adsorption force by the Johnson-Rahbek force can be obtained, but at a temperature of 200 ° C. or less, 10 16 Ω · cm.
As described above, since the insulating property is high, only the attraction force due to the Coulomb force can be obtained, and since the dielectric constant is not so high, the attraction force due to the Coulomb force is small, and a sufficient attraction force cannot be obtained.

【0009】そのため、歪みをもったウエハを吸着した
時には、静電チャックの吸着力が小さいためにウエハの
全面を吸着面に当接させることができず、成膜面でのウ
エハの平坦化さらには均熱化等が損なわれ、成膜工程で
はウエハ上に均一な厚みをもった薄膜を形成することが
できず、露光処理工程やエッチング工程では精度の高い
処理を施すことができないといった課題があり、高温下
でしか使用できなかった。
Therefore, when a wafer having a distortion is sucked, the entire surface of the wafer cannot be brought into contact with the suction surface due to a small suction force of the electrostatic chuck, and the wafer is flattened on the film formation surface. Has a problem in that the heat equalization is impaired, a thin film having a uniform thickness cannot be formed on the wafer in the film forming process, and high-precision processing cannot be performed in the exposure process and the etching process. Yes, and could only be used at high temperatures.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは上
記課題に対し、窒化アルミニウム質焼結体について、2
00℃以下の低温領域における吸着力を高める組成につ
いて検討を重ねた結果、焼結助剤としてセリウム(C
e)を特定範囲で含有させるとともに、粒界にCeAl
3 相を析出させることにより、200℃以下の温度に
おける体積固有抵抗値をジョンソン・ラーベック力を発
現させることができる程度にまで小さくできるととも
に、抵抗値の温度依存性(抵抗温度係数)を小さくする
ことができ、200℃以下の温度においても高い吸着力
を有する広範囲な温度領域で使用可能な静電チャックが
得られることを見出した。
In view of the above, the present inventors have solved the above problem with respect to aluminum nitride sintered bodies.
As a result of repeated investigations on compositions that enhance the adsorptive power in the low-temperature region of 00 ° C. or lower, cerium (C
e) in a specific range, and CeAl
By precipitating the O 3 phase, the volume resistivity at a temperature of 200 ° C. or less can be reduced to the extent that the Johnson-Rahbek force can be developed, and the temperature dependence (resistance temperature coefficient) of the resistance is reduced. It has been found that an electrostatic chuck that can be used in a wide temperature range having a high suction force even at a temperature of 200 ° C. or less can be obtained.

【0011】即ち、本発明のセラミック焼結体は、窒化
アルミニウムを主成分とし、セリウムを酸化物(CeO
2 )換算で2〜20モル%の範囲で含み、かつCeAl
3を含有し、0〜50℃における体積固有抵抗値が1
8 〜1012Ω・cmであることを特徴とするものであ
る。
That is, the ceramic sintered body of the present invention contains aluminum nitride as a main component and cerium as an oxide (CeO).
2 ) In the range of 2 to 20 mol% in terms of conversion, and CeAl
It contains O 3 and has a volume resistivity of 1 at 0 to 50 ° C.
0 8 to 10 12 Ω · cm.

【0012】また、本発明の静電チャックは、被固定物
を静電気力によって吸着保持するものであって、被固定
物を吸着保持する吸着面が、窒化アルミニウムを主成分
とし、セリウムを酸化物(CeO2 )換算で2〜20モ
ル%の範囲で含み、かつCeAlO3 を含有し、0〜5
0℃における体積固有抵抗値が108 〜1012Ω・cm
であることを特徴とするものである。
Further, the electrostatic chuck according to the present invention holds an object by suction by electrostatic force, wherein the suction surface for holding the object is aluminum nitride as a main component and cerium as an oxide. (CeO 2 ) in a range of 2 to 20 mol%, and CeAlO 3 ,
Volume specific resistance at 0 ° C. of 10 8 to 10 12 Ω · cm
It is characterized by being.

【0013】[0013]

【作用】セリウム(Ce)は難焼結材である窒化アルミ
ニウムの焼結性を高めるために加える焼結助剤成分であ
るが、焼成により窒化アルミニウムと化1のように反応
し、粒界にCeAlO3 相として存在する。
Cerium (Ce) is a sintering aid component added to enhance the sinterability of aluminum nitride, which is a difficult-to-sinter material. Present as CeAlO 3 phase.

【0014】[0014]

【化1】 Embedded image

【0015】セリウム(Ce)は酸化物を構成する場
合、その価数は通常4価であるが、CeAlO3 相を構
成する際には3価となり価数が変化する結果、結晶中に
空孔が生成するために導電性を示す。
When cerium (Ce) forms an oxide, its valence is usually tetravalent, but when it forms a CeAlO 3 phase, it becomes trivalent and the valence changes, resulting in vacancies in the crystal. Shows electrical conductivity to generate.

【0016】そして、絶縁材料である窒化アルミニウム
粒子間すなわち粒界に、この導電性を示すCeAlO3
相を連続的に存在させることにより、粒界を介して導通
を図ることができ、窒化アルミニウム質焼結体の抵抗値
を下げることができる。
Then, CeAlO 3 exhibiting this conductivity is present between aluminum nitride particles as an insulating material, that is, between grain boundaries.
When the phases are continuously present, conduction can be achieved through the grain boundaries, and the resistance value of the aluminum nitride sintered body can be reduced.

【0017】また、CeAlO3 相を粒界に介在させる
ことで温度変化に対する抵抗値の変化率を小さくできる
(抵抗温度係数が小さい)といった効果も有することか
ら、広範囲の温度領域において使用可能な静電チャック
を提供することができる。
In addition, since the CeAlO 3 phase intervenes at the grain boundary, the rate of change of the resistance value with respect to the temperature change can be reduced (the temperature coefficient of resistance is small). An electric chuck can be provided.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】本発明のセラミック焼結体は、窒
化アルミニウムを主成分とし、セリウムを酸化物(Ce
2 )換算で2〜20モル%の範囲で含み、かつCeA
lO3 を含有し、0〜50℃における体積固有抵抗値が
108 〜1012Ω・cmであることが重要である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A ceramic sintered body of the present invention contains aluminum nitride as a main component and cerium as an oxide (Ce).
O 2 ) in the range of 2 to 20 mol% in terms of CeA
It is important that it contains 10 3 and has a volume resistivity at 0 to 50 ° C. of 10 8 to 10 12 Ω · cm.

【0019】−50℃〜200℃の温度域でジョンソン
・ラーベック力による吸着力を得るためには、0℃から
50℃の温度域における体積固有抵抗値が108 〜10
12Ω・cmであることが必要であり、セリウムの含有量
を2〜20モル%、好ましくは5〜15モル%とするこ
とにより、0℃から50℃の温度域における体積固有抵
抗値を108 〜1012Ω・cm、特に109 〜1011Ω
・cmとすることができ、ジョンソン・ラーベック力に
よる吸着力を得ることができるため、かかる焼結体の吸
着力が飛躍的に向上する。
In order to obtain the adsorption force by the Johnson-Rahbek force in the temperature range of -50 ° C to 200 ° C, the volume resistivity in the temperature range of 0 ° C to 50 ° C should be 10 8 to 10.
It is necessary to be 12 Ω · cm, and by setting the cerium content to 2 to 20 mol%, preferably 5 to 15 mol%, the volume resistivity in the temperature range from 0 ° C. to 50 ° C. 8 to 10 12 Ω · cm, especially 10 9 to 10 11 Ω
Cm, and the adsorption force by the Johnson-Rahbek force can be obtained, so that the adsorption force of such a sintered body is dramatically improved.

【0020】即ち、セリウム(Ce)の含有量が酸化物
(CeO2 )換算で2モル%未満であると、粒界に生成
されるCeAlO3 相の量が少ないために、焼結体の体
積固有抵抗値を下げる効果が小さく、また、抵抗温度係
数を小さくする効果も小さいために所望の抵抗値を得難
いからであり、逆に20モル%より多いと、焼結体の強
度および熱伝導率等が低下するからである。
That is, if the content of cerium (Ce) is less than 2 mol% in terms of oxide (CeO 2 ), the amount of CeAlO 3 phase generated at the grain boundary is small, so that the volume of the sintered body is reduced. This is because the effect of lowering the specific resistance value is small and the effect of reducing the temperature coefficient of resistance is also small, making it difficult to obtain a desired resistance value. Conversely, if it exceeds 20 mol%, the strength and thermal conductivity of the sintered body This is because such factors are reduced.

【0021】また、窒化アルミニウムの平均結晶粒子径
は0.5〜50μm、特に3〜30μmが望ましい。こ
れは、窒化アルミニウムの平均結晶粒子径が50μmよ
り大きくなると焼結体の強度や硬度等が大きく低下する
ため、被固定物との脱着に伴う摺動によって吸着面が摩
耗したり、成膜工程やエッチング工程等におけるプラズ
マや腐食性ガスによって腐食摩耗し易くなるために、静
電チャックの寿命が短くなるとともに、被固定物にパー
ティクルが付着するからであり、逆に、窒化アルミニウ
ムの平均結晶粒子径を0.5μmより小さくすることは
製造上難しいからである。
The average crystal grain size of aluminum nitride is preferably 0.5 to 50 μm, particularly preferably 3 to 30 μm. This is because if the average crystal grain size of aluminum nitride is larger than 50 μm, the strength and hardness of the sintered body are greatly reduced. This is because the life of the electrostatic chuck is shortened and particles adhere to the fixed object because the plasma and corrosive gas in the etching process and the like easily cause corrosion and wear, and conversely, the average crystal particles of aluminum nitride This is because making the diameter smaller than 0.5 μm is difficult in manufacturing.

【0022】また、本発明のセラミック抵抗体の強度に
ついては、3mm以下の厚みで使用することもあるた
め、100MPa以上であることが望ましい。
The strength of the ceramic resistor of the present invention is desirably 100 MPa or more because the ceramic resistor may be used at a thickness of 3 mm or less.

【0023】また、本発明のセラミック抵抗体では、緻
密化を促進させるために焼結助剤としてセリウム(C
e)化合物以外にイットリウム(Y)、エルビウム(E
r)、イッテルビウム(Yb)等の希土類酸化物を2モ
ル%以下の範囲で含有してもよい。これにより、セラミ
ックスの緻密化がさらに促進されるため、耐食性および
耐摩耗性が向上し、静電チャックとして用いた場合、セ
ラミックス表面から発生する脱粒等によるパーティクル
の発生を低減でき、静電チャックとしての信頼性が向上
する。
In the ceramic resistor of the present invention, cerium (C) is used as a sintering aid in order to promote densification.
e) Besides compounds, yttrium (Y), erbium (E
r), a rare earth oxide such as ytterbium (Yb) may be contained in an amount of 2 mol% or less. This further promotes densification of the ceramic, thereby improving corrosion resistance and abrasion resistance, and when used as an electrostatic chuck, can reduce the generation of particles due to shedding and the like generated from the ceramic surface. Reliability is improved.

【0024】以下に本発明のセラミック焼結体の製造方
法について説明する。まず、出発原料である窒化アルミ
ニウム粉末(純度99%以上、平均粒径0.4μm〜
5.5μm)に対し、酸化セリウム(CeO2 )粉末
(純度99%以上、平均粒径0.5μm〜18μm)を
セリウムの酸化物(CeO2 )換算量で2〜20モル%
の範囲で添加混合する。なお、原料中には不純物として
酸素が存在するが、この酸素は前述の化1の反応を促進
することができる。また、上記粉末に対し酸化アルミニ
ウム(Al2 3 )を添加することにより、以下に示す
化2の反応を促進することができる。
The method for producing a ceramic sintered body of the present invention will be described below. First, aluminum nitride powder as a starting material (purity of 99% or more, average particle size of 0.4 μm
Cerium oxide (CeO 2 ) powder (purity: 99% or more, average particle size: 0.5 μm to 18 μm) with respect to 5.5 μm) in an amount of 2 to 20 mol% in terms of cerium oxide (CeO 2 ).
Add and mix within the range. Note that oxygen is present as an impurity in the raw material, and this oxygen can promote the above-mentioned reaction of Chemical Formula 1. Further, by adding aluminum oxide (Al 2 O 3 ) to the powder, the following reaction of Chemical Formula 2 can be promoted.

【0025】[0025]

【化2】 Embedded image

【0026】なお、焼結体中に酸化アルミニウム(Al
2 3 )が析出すると、抵抗の制御が困難になり、安定
した吸着特性が得られないため、酸化アルミニウム(A
23 )の添加量は、上記酸化セリウム(CeO2
の添加量に対してモル換算量で50%以下の範囲である
ことが望ましい。
It should be noted that aluminum oxide (Al
When 2 O 3 ) precipitates, it becomes difficult to control the resistance and stable adsorption characteristics cannot be obtained.
l 2 O 3 ) depends on the cerium oxide (CeO 2 )
Is desirably in a range of 50% or less in terms of molar amount with respect to the amount of addition.

【0027】さらに、CeAlO3 相の生成率を高める
ために、予め、酸化アルミニウム(Al2 3 )と酸化
セリウム(CeO2 )とを反応させて、CeAlO3
粉末を作製しておき、これを窒化アルミニウムの粉末と
所定の割合で均一に混合してもよい。
Further, in order to increase the generation rate of the CeAlO 3 phase, aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and cerium oxide (CeO 2 ) are reacted in advance to produce CeAlO 3 powder. May be uniformly mixed with aluminum nitride powder at a predetermined ratio.

【0028】また、本発明においては、セリウム(C
e)は焼結性を高める効果を有するものの、その含有量
が少量の範囲では十分な焼結性が得られない場合があ
る。このような時には従来より焼結助剤として使用され
ているイットリウム(Y)、エルビウム(Er)、イッ
テルビウム(Yb)等の希土類酸化物を2モル%以下の
範囲で添加すればよい。
In the present invention, cerium (C
Although e) has the effect of improving sinterability, sufficient sinterability may not be obtained when the content is in a small range. In such a case, rare earth oxides such as yttrium (Y), erbium (Er) and ytterbium (Yb) which have been conventionally used as a sintering additive may be added in a range of 2 mol% or less.

【0029】上記混合粉末を所定形状に周知の成形手
段、例えば、金型プレス、冷間静水圧プレス、ドクター
ブレード法、圧延法等のテープ成形法、押し出し成形等
により任意の形状に成形する。
The above-mentioned mixed powder is formed into an arbitrary shape by a known molding means, for example, a die pressing, a cold isostatic pressing, a tape forming method such as a doctor blade method, a rolling method, an extrusion molding and the like.

【0030】その後、この成形体を真空中または窒素中
で脱脂した後、窒素等の非酸化性雰囲気中で1650℃
〜2100℃、特に1750℃〜1900℃の温度で焼
成することにより作製できる。
Thereafter, the molded body is degreased in a vacuum or in nitrogen, and then heated at 1650 ° C. in a non-oxidizing atmosphere such as nitrogen.
22100 ° C., particularly 1750 ° C. to 1900 ° C.

【0031】図1(a)、(b)は本発明に係る静電チ
ャック1を示す斜視図およびX−X線断面図であり、絶
縁性を有するセラミック基体2の表面に静電吸着用電極
4を備え、この静電吸着用電極4を覆うように上記セラ
ミック基体2の表面に誘電体層3が設けられており、誘
電体層3の上面が被固定物10を吸着する吸着面5を形
成している。さらに、吸着面5の反対の面に静電吸着用
電極4と電気的に接続された給電端子6が埋設されてい
る。
FIGS. 1 (a) and 1 (b) are a perspective view and a sectional view taken along the line XX of the electrostatic chuck 1 according to the present invention. A dielectric layer 3 is provided on the surface of the ceramic base 2 so as to cover the electrostatic attraction electrode 4, and the upper surface of the dielectric layer 3 serves as an attraction surface 5 for adsorbing the object 10. Has formed. Further, a power supply terminal 6 electrically connected to the electrostatic attraction electrode 4 is embedded on the surface opposite to the attraction surface 5.

【0032】吸着面5を構成する誘電体層3の抵抗値は
吸着力と密接な関係にあるが、本発明の静電チャックに
よれば、誘電体層3を形成する窒化アルミニウム質セラ
ミックスの0〜50℃の体積固有抵抗値が108 〜10
12Ω・cmの範囲となるように適宜調整することができ
るため、静電チャック1の静電吸着用電極4と吸着面5
に載置した被固定物10との間に電圧を印加すること
で、被固定物10と静電吸着用電極4との間に微弱な漏
れ電流が流れることからジョンソン・ラーベック力によ
る吸着力を発現させることができ、被固定物10を吸着
面5に強固に吸着保持することができる。
Although the resistance value of the dielectric layer 3 constituting the suction surface 5 is closely related to the suction force, according to the electrostatic chuck of the present invention, the resistance value of the aluminum nitride ceramics forming the dielectric layer 3 is zero. The volume resistivity at ~ 50 ° C is 10 8 -10
Since it can be appropriately adjusted to be in the range of 12 Ω · cm, the electrostatic chucking electrode 4 of the electrostatic chuck 1 and the suction surface 5
When a voltage is applied between the fixed object 10 and the fixed object 10, a slight leakage current flows between the fixed object 10 and the electrostatic attraction electrode 4. The object 10 can be firmly adsorbed and held on the adsorption surface 5.

【0033】また、耐食性および耐摩耗性を高める上
で、誘電体層3の相対密度は95%以上、特に98%以
上であることが望ましく、また熱伝導率は、15w/m
K以上、特に30w/mK以上であることが望ましい。
In order to enhance the corrosion resistance and the wear resistance, the relative density of the dielectric layer 3 is desirably 95% or more, especially 98% or more, and the thermal conductivity is 15 w / m.
It is desirable that it be K or more, especially 30 w / mK or more.

【0034】セラミック基体2は、アルミナ、窒化珪
素、窒化アルミニウム等の絶縁性を有するセラミックス
で形成すればよいが、特に窒化アルミニウム質セラミッ
クスで形成することにより、誘電体層3を構成する窒化
アルミニウム質セラミックスと同時焼成が可能で、両者
間の熱膨張係数差を無くすことができるため、焼成時に
おける反りや歪み等を生じることがなく信頼性の高い静
電チャックを得ることができる。
The ceramic substrate 2 may be formed of an insulating ceramic such as alumina, silicon nitride, aluminum nitride or the like. In particular, the ceramic substrate 2 is formed of aluminum nitride ceramic to form the aluminum nitride forming the dielectric layer 3. Since simultaneous firing with ceramics is possible and a difference in thermal expansion coefficient between the two can be eliminated, a highly reliable electrostatic chuck can be obtained without warping or distortion during firing.

【0035】静電吸着用電極4および給電端子6は、焼
成時及び加熱時におけるセラミック基体2との密着性を
高めるために、セラミック基体2を構成する窒化アルミ
ニウム質焼結体と熱膨張係数が近似したタングステン、
モリブデン、白金等の耐熱性金属により形成する。ま
た、給電端子6が腐食性ガスに曝されるような時には鉄
−コバルト−クロム合金により形成することが良い。
The electrode 4 for electrostatic attraction and the power supply terminal 6 have a coefficient of thermal expansion that is higher than that of the aluminum nitride sintered body constituting the ceramic substrate 2 in order to enhance the adhesion to the ceramic substrate 2 during firing and heating. Approximated tungsten,
It is formed of a heat-resistant metal such as molybdenum and platinum. Further, when the power supply terminal 6 is exposed to a corrosive gas, the power supply terminal 6 is preferably formed of an iron-cobalt-chromium alloy.

【0036】また、静電吸着用電極4が耐熱性に優れた
セラミック基体2内に完全に埋設された構造であること
から、比較的高温の200℃付近においても使用可能で
あり、さらには静電チャック1は優れた耐プラズマ性、
耐食性を有する窒化アルミニウム質焼結体からなるた
め、成膜工程やエッチング工程などにおいてプラズマや
腐食性ガスに曝されたとしても腐食が少なく、長期使用
が可能である。しかも、静電吸着用電極4への通電をO
FFにすれば、ただちに吸着力を除去することができる
ため、離脱応答性にも優れている。
Further, since the electrostatic attraction electrode 4 is completely embedded in the ceramic substrate 2 having excellent heat resistance, it can be used at a relatively high temperature of around 200 ° C. The electric chuck 1 has excellent plasma resistance,
Since it is made of an aluminum nitride sintered body having corrosion resistance, even if it is exposed to a plasma or a corrosive gas in a film forming step, an etching step, or the like, it is less corroded and can be used for a long time. In addition, the power supply to the electrostatic attraction electrode 4 is O
If the FF is used, the adsorption force can be immediately removed, so that the FF has excellent desorption response.

【0037】なお、図1に示す静電チャック1では、セ
ラミック基体2の内部に静電吸着用電極4のみを備えた
例を示したが、例えば、上記静電吸着用電極4以外にヒ
ータ電極を埋設しても良く、この場合、ヒータ電極によ
り静電チャック1を直接発熱させることができるため、
間接加熱方式のものに比べて熱損失を大幅に抑えること
ができる。
Although the electrostatic chuck 1 shown in FIG. 1 shows an example in which only the electrostatic attraction electrode 4 is provided inside the ceramic base 2, for example, a heater electrode other than the electrostatic attraction electrode 4 is provided. May be embedded. In this case, since the electrostatic chuck 1 can directly generate heat by the heater electrode,
Heat loss can be greatly reduced as compared with the indirect heating method.

【0038】また、セラミック基体2を窒化アルミニウ
ム質セラミックスにより形成した場合、熱伝導特性がよ
いために、吸着面5に保持した被固定物10をムラなく
均一に加熱することができる。また、静電吸着用電極4
以外にプラズマ発生用電極をセラミック基体2内に埋設
すれば、装置の構造を簡略化することができる。また、
本発明の静電チャック1は主に200℃以下の温度域で
使用されるものであるが、200℃より高い温度域でも
もちろん使用可能である。
When the ceramic substrate 2 is made of aluminum nitride ceramics, the object to be fixed 10 held on the adsorption surface 5 can be heated uniformly without unevenness because of its good thermal conductivity. In addition, the electrode for electrostatic attraction 4
If the electrode for plasma generation is buried in the ceramic base 2 in addition to the above, the structure of the device can be simplified. Also,
The electrostatic chuck 1 of the present invention is mainly used in a temperature range of 200 ° C. or lower, but can be used in a temperature range higher than 200 ° C.

【0039】ところで、このような静電チャック1を作
製するには、セラミック基体2を形成する原料として、
例えば、純度99%以上、平均粒径3μm以下の窒化ア
ルミニウム(AlN)の粉末を用い、また誘電体層3を
形成する原料として、前述した組成の混合粉末を用い
て、所定形状に周知の成形方法、例えば、金型プレス、
冷間静水圧プレス、ドクターブレード法や圧延法等のテ
ープ成形法、押し出し成形等により任意の形状に成形す
る。
Incidentally, in order to manufacture such an electrostatic chuck 1, as a raw material for forming the ceramic base 2,
For example, using a powder of aluminum nitride (AlN) having a purity of 99% or more and an average particle diameter of 3 μm or less, and using a mixed powder having the above-described composition as a raw material for forming the dielectric layer 3, a well-known molding into a predetermined shape. Method, for example, mold press,
It is formed into an arbitrary shape by a cold isostatic pressing, a tape forming method such as a doctor blade method or a rolling method, an extrusion method, or the like.

【0040】例えば、テープ成形法を用いる場合、セラ
ミック基体2を形成するグリーンシートを複数枚成形
し、このうちの1枚上に導体ペーストを印刷して静電吸
着用電極4をなす電極パターンを形成した後、各グリー
ンシートを積層する。一方、誘電体層3を形成するグリ
ーンシートを成形し、前記積層体上に積層し、該積層体
に切削加工を施して所望の形状とする。
For example, when the tape forming method is used, a plurality of green sheets forming the ceramic substrate 2 are formed, and a conductive paste is printed on one of the green sheets to form an electrode pattern forming the electrostatic attraction electrode 4. After the formation, each green sheet is laminated. On the other hand, a green sheet for forming the dielectric layer 3 is formed and laminated on the laminate, and the laminate is subjected to cutting to obtain a desired shape.

【0041】また、金型プレスを用いる場合には、金型
内に上記粉末を充填するとともに板状または粉末状の静
電吸着用電極4を粉末中に埋設してプレス成形すること
により、静電吸着用電極4を埋設したセラミック成形体
を作製することも可能である。
When a mold press is used, the above-mentioned powder is filled in a mold, and a plate-like or powder-like electrostatic attraction electrode 4 is embedded in the powder and press-molded to form a static press. It is also possible to manufacture a ceramic molded body in which the electrode for electroadsorption 4 is embedded.

【0042】得られた成形体を真空または窒素中で脱脂
した後、非酸化性雰囲気下において1650〜2100
℃、特に1750〜1900℃で1〜数時間焼成する。
焼成方法としては、常圧焼成、ホットプレス法あるいは
ガス圧焼成法等が用いられる。さらに、焼結体の密度を
高めるために、焼結体に対してHIP処理を施すことも
できる。
After the obtained molded body is degreased in a vacuum or nitrogen, it is subjected to 1650 to 2100 in a non-oxidizing atmosphere.
C., especially at 1750-1900.degree. C. for one to several hours.
As a firing method, a normal pressure firing, a hot press method, a gas pressure firing method, or the like is used. Further, in order to increase the density of the sintered body, the sintered body may be subjected to HIP processing.

【0043】そして、誘電体層3の表面に研磨加工を施
して吸着面5を形成するとともに、吸着面5と反対側の
面に静電吸着用電極4と連通する穴を穿孔し、該穴に給
電端子6をロウ付け等の方法により接合することによ
り、図1に示す静電チャック1を得ることができる。
Then, the surface of the dielectric layer 3 is polished to form an attraction surface 5, and a hole communicating with the electrostatic attraction electrode 4 is formed at a surface opposite to the attraction surface 5. The power supply terminal 6 is joined by a method such as brazing to obtain the electrostatic chuck 1 shown in FIG.

【0044】次に、図2は本発明に係る静電チャック1
1の他の実施形態を示す図で、(a)は斜視図であり、
(b)は(a)のY−Y線断面図である。この静電チャ
ック11は、窒化アルミニウム質焼結体からなる円盤状
をした誘電板12と、該誘電板12の下面に敷設した静
電吸着用電極14と、該静電吸着用電極14を覆うベー
ス基体15とからなり、上記誘電板12とベース基体1
5とはガラス、ロウ材、あるいは接着剤などの接合剤1
6を介して接合し、静電吸着用電極14を誘電板12と
ベース基体15との間に内蔵するとともに、前記誘電板
12の上面を吸着面13としてある。なお、ベース基体
15の裏面には上記静電吸着用電極14と電気的に接続
された給電端子17を埋設してある。
Next, FIG. 2 shows an electrostatic chuck 1 according to the present invention.
1 is a diagram showing another embodiment, (a) is a perspective view,
(B) is a sectional view taken along line YY of (a). The electrostatic chuck 11 has a disk-shaped dielectric plate 12 made of an aluminum nitride sintered body, an electrostatic attraction electrode 14 laid on the lower surface of the dielectric plate 12, and covers the electrostatic attraction electrode 14. The dielectric plate 12 and the base 1
5 is a bonding agent 1 such as glass, brazing material, or an adhesive.
6, an electrostatic attraction electrode 14 is built in between the dielectric plate 12 and the base body 15, and the upper surface of the dielectric plate 12 serves as an attraction surface 13. A power supply terminal 17 that is electrically connected to the electrostatic attraction electrode 14 is embedded on the back surface of the base substrate 15.

【0045】上記ベース基体15は、サファイアあるい
はアルミナ、窒化珪素、窒化アルミニウムなどの各種セ
ラミックス、あるいは樹脂などの絶縁材料により形成し
てある。
The base substrate 15 is made of sapphire, various ceramics such as alumina, silicon nitride, and aluminum nitride, or an insulating material such as resin.

【0046】また、静電吸着用電極14は銅、チタンな
どの金属やTiN、TaN、WCなどの材質からなり、
誘電板12の下面に蒸着、メタライズ、メッキ、PV
D、CVD等の方法により形成してある。
The electrostatic attraction electrode 14 is made of a metal such as copper or titanium or a material such as TiN, TaN or WC.
Vapor deposition, metallization, plating, PV on the lower surface of the dielectric plate 12
D, formed by a method such as CVD.

【0047】また、静電チャック11の吸着面13を構
成する誘電板12は、セリウムを酸化物(CeO2 )換
算で2〜20モル%の範囲で含み、かつCeAlO3
を含有する窒化アルミニウム質焼結体により形成してあ
る。そして、この窒化アルミニウム質焼結体は、0〜5
0℃の温度域において108 〜1012Ω・cmの体積固
有抵抗値を有することから、静電チャック11の静電吸
着用電極14と吸着面13に載置した被固定物10との
間に電圧を印加すれば、被固定物10と静電吸着用電極
14との間に微小な漏れ電流が流れ、ジョンソン・ラー
ベック力による吸着力を発現させることができるため、
−50℃から200℃の温度域において被固定物10を
吸着面13に強固に吸着保持することができる。
The dielectric plate 12 constituting the suction surface 13 of the electrostatic chuck 11 is made of aluminum nitride containing cerium in the range of 2 to 20 mol% in terms of oxide (CeO 2 ) and containing CeAlO 3 phase. It is formed of a high quality sintered body. And this aluminum nitride-based sintered body is
Since it has a volume resistivity of 10 8 to 10 12 Ω · cm in a temperature range of 0 ° C., the gap between the electrostatic chucking electrode 14 of the electrostatic chuck 11 and the fixed object 10 placed on the chucking surface 13. When a voltage is applied to the substrate, a minute leakage current flows between the object to be fixed 10 and the electrostatic attraction electrode 14, and the attraction force by the Johnson-Rahbek force can be developed.
In the temperature range of −50 ° C. to 200 ° C., the object 10 can be firmly adsorbed and held on the adsorption surface 13.

【0048】その為、被固定物10が反りをもった半導
体ウエハなどの基板であっても吸着面13の精度に倣わ
せて保持することができるために、例えば、露光処理工
程において精度の良い露光処理を施すことができる。
For this reason, even if the fixed object 10 is a warped substrate such as a semiconductor wafer or the like, it can be held in accordance with the accuracy of the suction surface 13. Exposure processing can be performed.

【0049】また、静電吸着用電極14への通電をOF
Fにすれば、ただちに吸着力を除去することができるた
め、離脱応答性にも優れている。
The energization of the electrostatic attraction electrode 14 is performed by using OF.
If F is set, the adsorption force can be immediately removed, so that the desorption response is excellent.

【0050】しかも、この静電チャック11は、誘電体
板12及びベース基体15をそれぞれ別々に作製してお
き、接合剤16により接合するだけで良いため簡単に製
造することができる。
In addition, the electrostatic chuck 11 can be easily manufactured because the dielectric plate 12 and the base substrate 15 are separately manufactured, and only the bonding is performed with the bonding agent 16.

【0051】なお、本実施形態では単極型の静電チャッ
クの例を示したが、双極型の静電チャックにも適用でき
ることは言うまでもない。
In this embodiment, an example of a monopolar electrostatic chuck has been described, but it is needless to say that the present invention can be applied to a bipolar electrostatic chuck.

【0052】[0052]

【実施例】図1に示す本発明の静電チャック1を試作
し、室温(25℃)下における吸着特性について測定を
行った。
EXAMPLE An electrostatic chuck 1 of the present invention shown in FIG. 1 was manufactured as a prototype, and its adsorption characteristics at room temperature (25 ° C.) were measured.

【0053】まず、純度99%、平均粒径1.2μmの
AlN粉末にバインダーと溶媒を加えて泥漿を作製した
後、ドクターブレード法により厚さ0.5mm程度のグ
リーンシートを複数枚成形してそれらを積層し、セラミ
ック基体2を構成するための成形体とした。そして、そ
の一主面にAlN粉末を5容量%混合したタングステン
ペーストをスクリーン印刷法により印刷塗布して静電吸
着用電極4をなす電極パターンを形成した。
First, a binder and a solvent were added to AlN powder having a purity of 99% and an average particle diameter of 1.2 μm to prepare a slurry, and then a plurality of green sheets having a thickness of about 0.5 mm were formed by a doctor blade method. They were laminated to form a molded body for forming the ceramic substrate 2. Then, on one main surface thereof, a tungsten paste containing 5% by volume of AlN powder was printed and applied by a screen printing method to form an electrode pattern forming the electrode 4 for electrostatic attraction.

【0054】一方、純度99%、平均粒径1.2μmの
AlN粉末と、純度99%、平均粒径0.9μmのCe
2 粉末と、純度99%、平均粒径0.7μmのAl2
3粉末とを成形体の組成がICP分析により表1とな
るように混合し、さらにバインダーと溶媒を加えて泥漿
を作製した後、ドクターブレード法により厚さ0.5m
m程度のグリーンシートを成形し、誘電体層3用の成形
体とした。
On the other hand, an AlN powder having a purity of 99% and an average particle diameter of 1.2 μm and a CeN having a purity of 99% and an average particle diameter of 0.9 μm were used.
O 2 powder and Al 2 having a purity of 99% and an average particle size of 0.7 μm
O 3 powder was mixed so that the composition of the compact was as shown in Table 1 by ICP analysis, and a binder and a solvent were added to produce a slurry.
A green sheet of about m was formed to obtain a formed body for the dielectric layer 3.

【0055】そして、静電吸着用電極4をなす金属膜を
備えたセラミック基体2用成形体の金属膜の表面に、誘
電体3用の成形体を積層して、80℃、50kg/cm
2 の圧力で熱圧着した。しかる後に、上記積層体に切削
加工を施して円盤状とし、真空脱脂したあと、窒素雰囲
気下において2000℃程度の温度で3時間焼成するこ
とにより、外径200mm、厚み8mm、かつ内部に膜
厚15μmの静電吸着用電極4を備えた板状体を形成し
た。そして、誘電体層3をなす窒化アルミニウム質セラ
ミックスの表面に研磨加工を施して吸着面5を形成する
とともに、吸着面5と反対側の面に前記静電吸着用電極
4と連通する穴を穿孔し、該穴に鉄−コバルト−ニッケ
ル合金からなる給電端子をロウ付けして静電チャック1
を形成した。得られた静電チャックについて、室温(2
5℃)において、静電チャック1の吸着面5に8インチ
径のシリコンウエハを載置し、静電吸着用電極4との間
に300Vの電圧を印加することによりウエハを吸着面
5に吸着保持させ、この状態でシリコンウエハを剥がす
のに必要な力を吸着力として測定した。結果は表1に示
した。
Then, on the surface of the metal film of the formed body for the ceramic substrate 2 provided with the metal film forming the electrode 4 for electrostatic adsorption, the formed body for the dielectric 3 is laminated, and the temperature is 80 ° C. and 50 kg / cm.
Thermocompression bonding was performed at a pressure of 2 . Thereafter, the laminate is cut into a disk shape, degreased in vacuum, and then baked in a nitrogen atmosphere at a temperature of about 2000 ° C. for 3 hours, so that the outer diameter is 200 mm, the thickness is 8 mm, and the inner A plate-like body provided with a 15 μm electrostatic adsorption electrode 4 was formed. Then, the surface of the aluminum nitride ceramics constituting the dielectric layer 3 is polished to form the suction surface 5, and a hole communicating with the electrostatic suction electrode 4 is formed on the surface opposite to the suction surface 5. Then, a power supply terminal made of an iron-cobalt-nickel alloy is brazed to the hole to form an electrostatic chuck 1.
Was formed. For the obtained electrostatic chuck, room temperature (2
(5 ° C.), an 8-inch silicon wafer is placed on the suction surface 5 of the electrostatic chuck 1, and a voltage of 300 V is applied between the silicon wafer and the electrostatic chucking electrode 4 to suck the wafer onto the suction surface 5. In this state, the force required to peel the silicon wafer was measured as the attraction force. The results are shown in Table 1.

【0056】また、誘電体層3と同じ組成のセラミック
スを上記同様に作製し、0℃〜50℃における体積固有
抵抗値を測定した。また、アルキメデス法により焼結体
の密度を測定し、理論密度に対する比率である相対密度
(%)を算出した。さらに、焼結体表面でのX線回折チ
ャートより析出結晶相を同定した。また、厚み2mmの
試料について、レーザーフラッシュ法により熱伝導率を
測定した。さらに、JISR1601に従い、室温にお
ける4点曲げ強度を測定した。結果は、表1に示した。
A ceramic having the same composition as that of the dielectric layer 3 was produced in the same manner as described above, and the volume resistivity at 0 ° C. to 50 ° C. was measured. Further, the density of the sintered body was measured by the Archimedes method, and the relative density (%), which is a ratio to the theoretical density, was calculated. Further, a precipitated crystal phase was identified from an X-ray diffraction chart on the surface of the sintered body. The thermal conductivity of the sample having a thickness of 2 mm was measured by a laser flash method. Further, the four-point bending strength at room temperature was measured according to JISR1601. The results are shown in Table 1.

【0057】[0057]

【表1】 [Table 1]

【0058】表1から明らかなように、焼結体中におけ
るセリウム(Ce)の含有量が2モル%未満である試料
No.1、2は、抵抗値を下げる効果が小さく、0〜5
0℃の温度域における体積固有抵抗値を108 〜1012
Ω・cmとすることができなかった。また、モル換算量
によるAl2 3 の添加量がCeO2 の添加量の50%
よりも多い試料No.7では、体積固有抵抗値が高くな
ってしまい、また、これを静電チャックをして用いた場
合、吸着力が0g/cm2 となった。
As is clear from Table 1, Sample No. 1 in which the content of cerium (Ce) in the sintered body was less than 2 mol%. 1 and 2 have a small effect of lowering the resistance value,
The volume resistivity in the temperature range of 0 ° C. is 10 8 to 10 12
Ω · cm could not be obtained. The amount of Al 2 O 3 added is 50% of the amount of CeO 2 in terms of molar equivalent.
Sample no. In No. 7, the volume specific resistance value was high, and when this was used as an electrostatic chuck, the suction force was 0 g / cm 2 .

【0059】さらに、試料No.13は、窒化アルミニ
ウム質焼結体中におけるセリウム(Ce)の含有量が2
0モル%より多いために、強度および熱伝導率が低下し
た。
Further, the sample No. 13 shows that the content of cerium (Ce) in the aluminum nitride sintered body is 2
Because it was more than 0 mol%, strength and thermal conductivity decreased.

【0060】これに対し、本発明の範囲内の試料は、0
〜50℃の温度域における体積固有抵抗値が108 〜1
12Ω・cmであるとともに、相対密度97%以上、強
度150MPa以上、熱伝導率30W/mK以上であっ
た。また、これらを静電チャックとして用いた場合、5
0g/cm2 以上の高い吸着力を得ることができた。
On the other hand, the sample within the scope of the present invention is 0
The volume resistivity in the temperature range of ~ 50 ° C is 10 8 -1
0 12 Ω · cm, the relative density was 97% or more, the strength was 150 MPa or more, and the thermal conductivity was 30 W / mK or more. When these are used as electrostatic chucks, 5
High adsorption power of 0 g / cm 2 or more could be obtained.

【0061】また、表1の試料No.4(本発明)およ
び表1の試料No.1(比較例)と同じ組成のセラミッ
クス(直径60mm、厚み2mm)を上記静電チャック
と同様な条件で作製し、このセラミックスを真空中で4
00℃に加熱した後、ドライ窒素を導入し、窒素雰囲気
中、3端子法にて降温時での体積固有抵抗値を測定し、
温度に対する体積固有抵抗値の変化を図3に示した。
The sample No. in Table 1 was used. 4 (invention) and sample Nos. A ceramic (diameter 60 mm, thickness 2 mm) having the same composition as that of Comparative Example 1 (diameter 60 mm, thickness 2 mm) was produced under the same conditions as those of the above-mentioned electrostatic chuck, and this ceramic was prepared in vacuum for 4 hours.
After heating to 00 ° C., dry nitrogen was introduced, and a volume resistivity value at the time of temperature decrease was measured by a three-terminal method in a nitrogen atmosphere.
FIG. 3 shows the change of the volume resistivity value with respect to the temperature.

【0062】図3から明らかなように、温度の逆数と体
積固有抵抗値との間に比例関係があるが、試料No.1
(比較例)の200℃以下の温度領域での体積固有抵抗
値が1013Ω・cmを越えるのに対し、本発明の範囲内
である試料No.4(本発明)では、−30℃〜100
℃の温度領域での体積固有抵抗値が108 〜1012Ω・
cmであった。
As is apparent from FIG. 3, there is a proportional relationship between the reciprocal of the temperature and the volume resistivity. 1
While the volume resistivity in the temperature range of 200 ° C. or lower of the comparative example exceeds 10 13 Ω · cm, the sample No. which is within the range of the present invention. 4 (invention), -30 ° C to 100
The volume resistivity in the temperature range of 10 ° C. is 10 8 to 10 12 Ω
cm.

【0063】[0063]

【発明の効果】以上詳述したとおり、本発明のセラミッ
ク抵抗体およびそれを用いた静電チャックは、0〜50
℃における体積固有抵抗値が108 〜1012Ω・cmで
あることから、200℃以下の温度下においてもジョン
ソン・ラーベック力による吸着力を発現させることがで
きるため、広範囲な温度領域で使用可能であり、また高
い吸着力でもって被固定物を強固に保持することができ
る。
As described in detail above, the ceramic resistor of the present invention and the electrostatic chuck using the same can be used in the range of 0 to 50.
Since the volume resistivity at 10 ° C. is 10 8 to 10 12 Ω · cm, it can be used in a wide temperature range because it can express the adsorption force by Johnson-Rahbek force even at a temperature of 200 ° C. or less. In addition, the object to be fixed can be firmly held with a high suction force.

【0064】そのため、例えば、本発明の静電チャック
を成膜処理工程に用いれば、被固定物上に均一な厚みを
もった薄膜を被覆することができ、露光処理工程やエッ
チング処理工程に用いれば、被固定物に精度の良い露光
や加工を施すことが可能である。
Therefore, for example, when the electrostatic chuck of the present invention is used in a film forming process, a thin film having a uniform thickness can be coated on an object to be fixed and used in an exposure process and an etching process. For example, it is possible to perform accurate exposure and processing on the object to be fixed.

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

【図1】本発明に係る静電チャックの一実施形態を示す
図で、(a)は斜視図であり、(b)は(a)のX−X
線断面図である。
FIG. 1 is a view showing one embodiment of an electrostatic chuck according to the present invention, wherein (a) is a perspective view and (b) is XX of (a).
It is a line sectional view.

【図2】本発明に係る静電チャックの他の実施形態を示
す図で、(a)は斜視図であり、(b)は(a)のY−
Y線断面図である。
FIGS. 2A and 2B are views showing another embodiment of the electrostatic chuck according to the present invention, wherein FIG. 2A is a perspective view, and FIG.
FIG. 3 is a sectional view taken along line Y.

【図3】本発明及び比較例の静電チャックを構成する窒
化アルミニウム質焼結体の体積固有抵抗値と温度との関
係を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the volume resistivity and the temperature of the aluminum nitride sintered bodies constituting the electrostatic chucks of the present invention and the comparative example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・静電チャック 2・・・セラミック基体 3・
・・誘電体層 4・・・静電吸着用電極 5・・・吸着面 6・・・給
電端子 10・・・被固定物 11・・・静電チャック 12・・・誘電板 13・・
・吸着面 14・・・静電吸着用電極 15・・・ベース基体 1
6・・・接合剤 17・・・給電端子
1. Electrostatic chuck 2. Ceramic substrate 3.
..Dielectric layer 4 ... Electrostatic adsorption electrode 5 ... Adsorption surface 6 ... Power supply terminal 10 ... Fixed object 11 ... Electrostatic chuck 12 ... Dielectric plate 13 ...
・ Suction surface 14 ・ ・ ・ Electrostatic attraction electrode 15 ・ ・ ・ Base substrate 1
6 ... bonding agent 17 ... power supply terminal

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】窒化アルミニウムを主成分とし、セリウム
を酸化物(CeO2 )換算で2〜20モル%の範囲で含
み、かつCeAlO3 を含有し、0〜50℃における体
積固有抵抗値が108 〜1012Ω・cmであることを特
徴とするセラミック抵抗体。
1. An aluminum nitride as a main component, cerium in a range of 2 to 20 mol% in terms of oxide (CeO 2 ), CeAlO 3 , and a volume resistivity at 0 to 50 ° C. of 10%. A ceramic resistor having a resistivity of 8 to 10 12 Ω · cm.
【請求項2】被固定物を静電気力によって吸着保持する
静電チャックであって、被固定物を吸着保持する吸着面
が、窒化アルミニウムを主成分とし、セリウムを酸化物
(CeO2 )換算で2〜20モル%の範囲で含み、かつ
CeAlO3 を含有し、0〜50℃における体積固有抵
抗値が108 〜1012Ω・cmであることを特徴とする
静電チャック。
2. An electrostatic chuck for adsorbing and holding an object to be fixed by electrostatic force, wherein an adsorption surface for adsorbing and holding the object to be fixed is mainly composed of aluminum nitride, and cerium is converted into oxide (CeO 2 ). An electrostatic chuck containing 2 to 20 mol%, containing CeAlO 3 , and having a volume resistivity at 0 to 50 ° C. of 10 8 to 10 12 Ω · cm.
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