KR20130121032A - 알루미나 소결체, 이것을 구비하는 부재 및 반도체 제조장치 - Google Patents

알루미나 소결체, 이것을 구비하는 부재 및 반도체 제조장치 Download PDF

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Abstract

(과제) 제조공정의 복잡화를 억제하고, 알루미나에 첨가하는 산화티탄의 양을 억제하면서 소망하는 체적 저항률을 나타내는 알루미나 소결체를 얻는다.
(해결수단) 알루미나를 주성분으로 하고, 티탄 원소를 함유하는 알루미나 소결체는 란탄 원소, 네오디뮴 원소 및 세륨 원소에서 선택되는 적어도 1종의 원소를 더 함유한다. 알루미늄 원소의 함유량은 산화물로 환산하였을 때의 전체 산화물 중의 산화알루미늄의 비율이 93.00∼99.85중량%가 되는 양이다. 티탄 원소의 함유량은 전체 산화물 중의 산화티탄의 비율이 0.10∼2.00중량%가 되는 양이다. 란탄 원소, 네오디뮴 원소 및 세륨 원소의 함유량의 합계는 전체 산화물에 대한 산화란탄, 산화네오디뮴 및 산화세륨의 합계량의 비율이 0.05∼5.00중량%가 되는 양이다. 체적 저항률은 실온에서 1×105∼1×1012Ω·㎝이다.

Description

알루미나 소결체, 이것을 구비하는 부재 및 반도체 제조장치{ALUMINA SINTERED BODY, MEMBER INCLUDING THE SAME, AND SEMICONDUCTOR MANUFACTURING APPARATUS}
본 발명은 알루미나 소결체, 이것을 구비하는 부재 및 반도체 제조장치에 관한 것이다.
종래에는, 절연성 물질인 알루미나(Al2O3)에 산화티탄(TiO2) 등의 도전성 부여제를 혼합한 알루미나 소결체가 알려져 있다. 알루미나에 대해서 도전성 부여제를 혼합함으로써 알루미나 소결체의 체적 저항률을 조절할 수 있다. 예를 들면, 알루미나 소결체의 체적 저항률을 105∼1010Ω·㎝로 조절하여, 반도체 제조장치 등에서 사용되는 정전기 제거기능을 필요로 하는 부재로서 알루미나 소결체를 이용하는 구성이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). 혹은, 알루미나 소결체의 체적 저항률을 108∼10011Ω·㎝로 조절하여, 반도체 제조용의 플라즈마 챔버에서 실리콘 웨이퍼를 고정하기 위해서 사용하는 정전 척(존슨·라벡형 정전 척)으로서 알루미나 소결체를 이용하는 구성이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 2 참조).
특허문헌 1 : 일본국 특허공개 2004-292267호 공보 특허문헌 2 : 일본국 특허 제04623159호 공보
그러나, 상기한 바와 같이 플라즈마 챔버에서 실리콘 웨이퍼를 고정하기 위해서 알루미나 소결체를 이용하는 경우에는, 알루미나 소결체가 플라즈마에 노출되는 것에 기인하여 알루미나에 첨가한 산화티탄에 의해서 실리콘 웨이퍼가 오염될 가능성이 있었다. 상기 오염을 억제하기 위해서는 산화티탄의 첨가량을 제한하는 방책도 생각할 수 있지만, 알루미나 소결체의 체적 저항률은 산화티탄의 첨가량에 의해서 조절되기 때문에, 산화티탄의 첨가량을 제한하면 소망하는 체적 저항률을 나타내는 알루미나 소결체를 얻을 수 없게 되는 경우가 있었다. 또, 알루미나 소결체를 제조할 때에, 예를 들면 핫 프레스나 HIP(열간 정수압 가압)처리 등의 특별한 처리를 실시하여 소망하는 성능의 알루미나 소결체를 얻는 방법도 제안되어 있지만(예를 들면, 특허문헌 2 참조), 보다 간편한 제조방법에 의해서 알루미나 소결체를 제조하는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기한 종래의 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로서, 제조공정의 복잡화를 억제하고, 알루미나에 첨가하는 산화티탄의 양을 억제하면서 소망하는 체적 저항률을 나타내는 알루미나 소결체, 이것을 구비하는 부재, 및 이것을 구비하는 장치를 얻는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기한 과제의 적어도 일부를 해결하기 위해서 이루어진 것으로서, 이하의 형태 혹은 적용예로서 실시하는 것이 가능하다.
[적용예 1]
알루미나(Al2O3)를 주성분으로 하고, 티탄 원소(Ti)를 함유하는 알루미나 소결체에 있어서,
란탄 원소(La), 네오디뮴 원소(Nd) 및 세륨 원소(Ce)에서 선택되는 적어도 1종의 원소를 더 함유하고,
알루미늄 원소(Al)의 함유량은 상기 알루미나 소결체가 함유하는 금속 원소를 산화물로 환산하였을 때의 전체 산화물 중의 산화알루미늄(Al2O3)의 비율이 93.00∼99.85중량%가 되는 양이고,
티탄 원소(Ti)의 함유량은 상기 전체 산화물 중의 산화티탄(TiO2)의 비율이 0.10∼2.00중량%가 되는 양이고,
란탄 원소(La), 네오디뮴 원소(Nd) 및 세륨 원소(Ce)의 함유량의 합계는 상기 전체 산화물에 대한 산화란탄(La2O3), 산화네오디뮴(Nd2O3) 및 산화세륨(CeO2)의 합계량의 비율이 0.05∼5.00중량%가 되는 양이고,
상기 알루미나 소결체의 체적 저항률이 실온에서 1×105∼1×1012Ω·㎝인 것을 특징으로 하는 알루미나 소결체.
적용예 1에 기재된 알루미나 소결체에 의하면, 란탄 원소, 네오디뮴 원소 및 세륨 원소에서 선택되는 적어도 1종의 원소를 함유하기 때문에, 티탄 원소의 첨가량을 제한하더라도 1×105∼1×1012Ω·㎝라는 넓은 범위 내에서 체적 저항률을 제어하는 것이 가능하게 된다. 또, 티탄 원소의 첨가량을 상기한 범위로 제한하더라도 란탄 원소, 네오디뮴 원소 및 세륨 원소 중 어느 원소도 첨가하지 않는 경우에 비해서 보다 넓은 범위에서 알루미나 소결체의 체적 저항률을 제어하는 것이 가능하게 된다. 또한, 적용예 1에 기재된 알루미나 소결체에 의하면, 핫 프레스 및 HIP(열간 정수압 가압)처리 등의 가압 소성을 실시하지 않고, 상압에서 소성을 실시하는 경우라 하더라도 보다 치밀한 알루미나 소결체로 하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 상압에서 소성을 실시할 경우에는 소성시의 압력제어를 필요로 하지 않으므로, 소성을 위해서 사용하는 장치의 복잡화를 억제하는 것이 가능하게 된다.
[적용예 2]
적용예 1에 기재된 알루미나 소결체에 있어서, 상기 알루미나 소결체에 함유되는 티탄 원소(Ti)에 대한 란탄 원소(La), 네오디뮴 원소(Nd) 및 세륨 원소(Ce)의 합계의 몰비가 0.03보다 크고 5.00 미만인 것을 특징으로 하는 알루미나 소결체.
적용예 2에 기재된 알루미나 소결체에 의하면, 상기 몰비를 0.03보다 크게 함으로써, 알루미나 소결체의 제조시의 소성공정에 있어서 소성온도보다도 융점이 낮은 티탄 함유 화합물을 형성하고, 이와 같은 저융점 화합물에 의해서 소결을 촉진시켜서 알루미나 소결체의 치밀성을 확보할 수 있다. 또, 상기 몰비를 5.00 미만으로 함으로써, 알루미나 소결체의 외관의 색조의 얼룩을 억제할 수 있다.
[적용예 3]
적용예 1 또는 적용예 2에 기재된 알루미나 소결체에 있어서, 규소 원소(Si)와 마그네슘 원소(Mg) 중 적어도 일방을 더 함유하고, 규소 원소(Si) 및 마그네슘 원소(Mg)의 함유량은 상기 전체 산화물 중의 산화규소(SiO2) 및 산화마그네슘(MgO)의 비율이 각각 1.00중량% 이하가 되는 양인 것을 특징으로 하는 알루미나 소결체.
적용예 3에 기재된 알루미나 소결체에 의하면, 규소 원소와 마그네슘 원소 중 적어도 일방을 함유하되, 알루미나 소결체가 함유하는 금속 원소를 산화물로 환산하였을 때의 각각의 함유비율을 1.00중량% 이하로 함으로써, 알루미나 소결체의 실온에서의 체적 저항률을 1×105∼1×1012Ω·㎝의 범위에서 조절하는 것이 보다 용이하게 된다. 또, 규소 원소 및 마그네슘 원소의 첨가량을 상기 범위로 억제함으로써, 알루미나 소결체를 반도체 제조장치의 구성부재로서 이용하였을 때에, 규소 원소와 마그네슘 원소를 첨가하는 것에 기인하는 반도체 웨이퍼의 오염을 억제할 수 있다.
[적용예 4]
알루미나(Al2O3)를 주성분으로 하고, 티탄 원소(Ti)를 함유하는 알루미나 소결체에 있어서,
알루미늄 원소(Al) 및 티탄 원소(Ti) 이외에 함유하는 금속 원소가 란탄 원소(La), 네오디뮴 원소(Nd) 및 세륨 원소(Ce)에서 선택되는 적어도 1종의 원소와 마그네슘 원소(Mg), 칼슘 원소(Ca), 스트론튬 원소(Sr), 바륨 원소(Ba) 및 규소 원소(Si)에서 선택되는 적어도 1종의 원소이고,
알루미늄 원소(Al)의 함유량은 상기 알루미나 소결체가 함유하는 금속 원소를 산화물로 환산하였을 때의 전체 산화물 중의 산화알루미늄(Al2O3)의 비율이 93.00∼99.85중량%가 되는 양이고,
티탄 원소(Ti)의 함유량은 상기 전체 산화물 중의 산화티탄(TiO2)의 비율이 0.10∼2.00중량%가 되는 양이고,
란탄 원소(La), 네오디뮴 원소(Nd) 및 세륨 원소(Ce)의 함유량의 합계는 상기 전체 산화물에 대한 산화란탄(La2O3), 산화네오디뮴(Nd2O3) 및 산화세륨(CeO2)의 합계량의 비율이 0.05∼5.00중량%가 되는 양이고,
마그네슘 원소(Mg), 칼슘 원소(Ca), 스트론튬 원소(Sr), 바륨 원소(Ba) 및 규소 원소(Si)의 함유량은 상기 전체 산화물 중의 산화마그네슘(MgO), 산화칼슘(CaO), 산화스트론튬(SrO), 산화바륨(BaO) 및 산화규소(SiO2)의 비율이 각각 1.00중량% 이하가 되는 양이고,
상기 알루미나 소결체의 체적 저항률이 실온에서 1×105∼1×1012Ω·㎝인 것을 특징으로 하는 알루미나 소결체.
적용예 4에 기재된 알루미나 소결체에 의하면, 란탄 원소, 네오디뮴 원소 및 세륨 원소에서 선택되는 적어도 1종의 원소를 함유하기 때문에, 티탄 원소의 첨가량을 제한하더라도 1×105∼1×1012Ω·㎝라는 넓은 범위 내에서 체적 저항률을 제어하는 것이 가능하게 된다. 또, 핫 프레스 및 HIP(열간 정수압 가압)처리 등의 가압 소성을 실시하지 않고, 상압에서 소성을 실시하는 경우라 하더라도 보다 치밀한 알루미나 소결체로 하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 상압에서 소성을 실시할 경우에는 소성시의 압력제어를 필요로 하지 않으므로, 소성을 위해서 사용하는 장치의 복잡화를 억제하는 것이 가능하게 된다. 또한, 마그네슘 원소, 칼슘 원소, 스트론튬 원소, 바륨 원소 및 규소 원소에서 선택되는 적어도 1종의 원소를 함유하되, 알루미나 소결체가 함유하는 금속 원소를 산화물로 환산하였을 때의 각각의 함유비율을 1.00중량% 이하로 함으로써, 알루미나 소결체의 실온에서의 체적 저항률을 1×105∼1×1012Ω·㎝의 범위에서 조절하는 것이 보다 용이하게 된다. 또, 마그네슘 원소, 칼슘 원소, 스트론튬 원소, 바륨 원소 및 규소 원소에서 선택되는 적어도 1종의 원소의 첨가량을 상기 범위로 억제함으로써, 알루미나 소결체를 반도체 제조장치의 구성부재로 이용하였을 때에, 상기 원소를 첨가하는 것에 기인하는 반도체 웨이퍼의 오염을 억제할 수 있다.
[적용예 5]
정전 척으로서, 실온에서의 체적 저항률이 1×108∼1×1012Ω·㎝인 적용예 1 내지 적용예 4 중 어느 한 항에 기재된 알루미나 소결체를 구비하는 정전 척.
적용예 5에 기재된 정전 척에 의하면, 정전 척에 있어서, 반도체 웨이퍼를 흡착·이탈할 때의 흡착·이탈 특성을 확보함과 아울러, 정전 척이 구비하는 알루미나 소결체 중의 금속 원소에 기인하는 반도체 웨이퍼의 오염의 가능성을 억제할 수 있다.
[적용예 6]
반도체 제조장치용의 정전기 제거기능을 가지는 부재로서, 실온에서의 체적 저항률이 1×105∼1×1010Ω·㎝인 적용예 1 내지 적용예 4 중 어느 한 항에 기재된 알루미나 소결체를 구비하는 반도체 제조장치용의 정전기 제거기능을 가지는 부재.
적용예 6에 기재된 반도체 제조장치용의 정전기 제거기능을 가지는 부재에 의하면, 반도체 제조장치에 이용하는 부재에 있어서, 정전기 제거기능을 확보함과 아울러, 상기 부재가 구비하는 알루미나 소결체 중의 금속 원소에 기인하는 반도체 웨이퍼의 오염의 가능성을 억제할 수 있다.
[적용예 7]
플라즈마 챔버를 구비하는 반도체 제조장치로서, 적용예 5에 기재된 정전 척 또는 적용예 6에 기재된 정전기 제거기능을 가지는 부재를 상기 플라즈마 챔버 내에 구비하는 반도체 제조장치.
적용예 7에 기재된 반도체 제조장치에 의하면, 반도체 제조장치에 있어서, 플라즈마 챔버 내에 배치하는 정전 척 또는 정전기 제거기능을 가지는 부재에 있어서, 적절한 체적 저항률을 확보할 수 있다. 또, 플라즈마 챔버 내에 배치하는 정전 척 또는 정전기 제거기능을 가지는 부재 중의 금속 원소에 기인하는 반도체 웨이퍼의 오염의 가능성을 억제할 수 있다.
본 발명은 상기 이외의 여러 가지 형태로 실현 가능하며, 예를 들면 알루미나 소결체의 제조방법 등의 형태로 실현하는 것이 가능하다.
도 1은 정전 척의 구성의 일례를 나타내는 단면 모식도이다.
도 2는 반송용 암의 외관의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 3은 알루미나 소결체를 제작한 결과를 표로 나타내는 설명도이다.
도 4는 알루미나 소결체를 제작한 결과를 표로 나타내는 설명도이다.
도 5는 EPMA/WDS를 사용하여 측정한 결과를 나타내는 설명도이다.
도 6는 알루미나 소결체에 있어서의 규소 원소의 영향을 조사한 결과의 설명도이다.
도 7은 알루미나 소결체에 있어서의 마그네슘 원소의 영향을 조사한 결과의 설명도이다.
〈알루미나 소결체의 조성 및 제조방법〉
본 실시형태의 알루미나 소결체는, 알루미나(Al2O3)를 주성분으로 하고, 티탄 원소(Ti)를 함유함과 아울러, 란탄 원소(La), 네오디뮴 원소(Nd) 및 세륨 원소(Ce)에서 선택되는 적어도 1종의 원소를 더 함유하고 있다. 본 실시형태의 알루미나 소결체에서는, 알루미늄 원소(Al)의 함유량은 알루미나 소결체가 함유하는 금속 원소를 산화물로 환산하였을 때의 전체 산화물 중의 산화알루미늄(Al2O3)의 비율이 93.00∼99.85중량%가 되는 양이다. 또, 티탄 원소(Ti)의 함유량은 알루미나 소결체가 함유하는 금속 원소를 산화물로 환산하였을 때의 전체 산화물 중의 산화티탄(TiO2)의 비율이 0.10∼2.00중량%가 되는 양이다. 또, 란탄 원소(La), 네오디뮴 원소(Nd) 및 세륨 원소(Ce)의 함유량의 합계는 알루미나 소결체가 함유하는 금속 원소를 산화물로 환산하였을 때의 전체 산화물 대한 산화란탄(La2O3), 산화네오디뮴(Nd2O3) 및 산화세륨(CeO2)의 합계량의 비율이 0.05∼5.00중량%가 되는 양이다. 그리고, 본 실시형태의 알루미나 소결체는 체적 저항률이 실온에서 1×105∼1×1012Ω·㎝이다.
본 실시형태의 알루미나 소결체는, 상기한 바와 같이 주성분인 알루미나에 대해서 티탄 원소(Ti)에 더하여 란탄 원소(La), 네오디뮴 원소(Nd) 및 세륨 원소(Ce)에서 선택되는 적어도 1종의 원소가 더 첨가되어 있다. 따라서, 티탄 원소의 첨가량을 상기한 범위로 제한하더라도 1×105∼1×1012Ω·㎝라는 넓은 범위 내에서 실온에서의 체적 저항률을 소망하는 값으로 제어하는 것이 가능하게 된다. 또, 티탄 원소의 첨가량을 상기한 범위로 할 때에, 란탄 원소, 네오디뮴 원소 및 세륨 원소 중 어느 원소도 첨가하지 않는 경우에 비해서 보다 넓은 범위에서 알루미나 소결체의 체적 저항률을 제어하는 것이 가능하게 된다.
여기서, 알루미나 소결체에 첨가하는 원소의 양은 알루미나 소결체의 용도에 따라서 첨가하는 원소마다 제한이 있다. 특히, 알루미나 소결체를 반도체 제조장치에 적용할 경우에는, 알루미나 소결체에 첨가하는 금속 원소량을 보다 적게 하는 것이 요구되고 있다. 그 중에서도, 알루미나 소결체를 플라즈마 챔버 내에서 이용할 경우에는, 반도체 웨이퍼에 대한 오염의 영향의 정도로서는 티탄 원소에 의한 오염의 영향이 크기 때문에, 티탄 원소의 삭감이 특히 요구되고 있다. 본 실시형태의 알루미나 소결체에 의하면, 알루미나 소결체에 첨가하는 티탄 원소(Ti)의 양에 의거하여 체적 저항률을 조절할 때에, 란탄 원소(La), 네오디뮴 원소(Nd) 및 세륨 원소(Ce)에서 선택되는 원소를 첨가하기만 하면 된다. 이것에 의해서, 알루미나 소결체를 반도체 제조장치에 적용할 경우에, 반도체 웨이퍼(예를 들면, 실리콘 웨이퍼)의 오염의 관점에서 특히 문제가 되는 티탄 원소의 첨가량의 레벨을 크게 저하시키면서 소망하는 체적 저항률을 나타내는 알루미나 소결체를 얻는 것이 가능하게 된다. 구체적으로는 알루미나 소결체의 체적 저항률을 정전 척이나 반도체 제조장치용의 정전기 제거기능을 가지는 부재에 적합한 값으로 할 수 있다. 또, 이 때, 티탄 원소의 첨가량을 억제하기 위해서 첨가하는 란탄 원소, 네오디뮴 원소 및 세륨 원소에서 선택되는 원소의 양도 반도체 웨이퍼를 오염시키는 영향을 억제할 수 있는 한정된 양으로 하면 된다. 따라서, 이와 같은 알루미나 소결체를 반도체 제조장치에 적용함으로써 반도체 웨이퍼의 오염을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시형태의 알루미나 소결체에 의하면, 티탄 원소(Ti)에 더하여 란탄 원소(La), 네오디뮴 원소(Nd) 및 세륨 원소(Ce)에서 선택되는 적어도 1종의 원소를 더 첨가함으로써, 알루미나 소결체의 제조시의 소성공정을 상압에서 하는 것이 가능하게 된다. 반도체 제조장치용 구성부재의 최저한의 기계적 강도나 체적 저항률의 안정성을 확보하기 위해서는, 일반적으로 알루미나 소결체를 충분히 치밀하게 형성하는 것이 바람직하다. 본 실시형태의 알루미나 소결체에 의하면, 상기한 구성으로 함으로써 상압에서 소성을 실시하더라도 보다 치밀한 알루미나 소결체를 얻을 수 있다. 이와 같이 상압에서의 소성이 가능하게 되기 때문에, 소성시의 압력제어가 필요없게 되므로, 소성을 위해서 사용하는 장치의 복잡화를 억제할 수 있다.
본 실시형태의 알루미나 소결체는, 예를 들면 고상 반응법에 의해서 형성할 수 있다. '고상 반응법'이란, 산화물이나 탄산염 혹은 질산염 등의 분말원료를 제작할 산화물의 조성에 따라 상기 분말원료 중의 금속 원소가 소정의 비율이 되도록 칭량ㆍ혼합한 후, 열처리(소성)를 실시하여 소망하는 산화물을 합성하는 주지의 방법이다. 이하에 고상 반응법에 의한 제조방법의 일례로서 세라믹 그린시트를 제작하는 제조방법에 대해서 설명하는 데, 분말을 이용한 프레스 성형에 의한 제조방법 등 다른 방법에 의해서 본 실시형태의 알루미나 소결체를 제작하여도 좋다.
본 실시형태에서는 알루미늄 함유 분말원료(예를 들면, Al2O3)와, 티탄 함유 분말원료(예를 들면, TiO2)와, 란탄 원소, 네오디뮴 원소 및 세륨 원소에서 선택되는 적어도 1종을 함유하는 분말원료(예를 들면, La(OH)3, Nd2O3, CeO2)를 이용하면 된다. 이들 분말원료를 혼합할 때에는, 각각의 분말원료가 함유하는 금속 원소가 산화물로 되었을 때의 전체 산화물 중의 각각의 금속 산화물의 비율(중량%)이 상기한 수치 범위가 되도록 각각의 분말원료의 혼합량을 설정하면 된다. 이 때, 얻어지는 알루미나 소결체의 체적 저항률이 상기한 범위 내의 소망하는 값이 되도록 각각의 분말원료의 구체적인 혼합비율을 조절하면 된다. 또한, 최종적으로 얻어지는 알루미나 소결체에 있어서는, 함유하는 금속 원소의 비율(몰비)이 제조시에 혼합한 분말원료 중의 금속 원소의 비율과 실질적으로 같게 된다.
각 분말원료의 혼합비율이 상기한 값이 되도록 각 분말원료를 칭량ㆍ혼합한 후에는 유기 바인더와 가소제와 분산제와 용제를 더 첨가하고서 혼합하여 세라믹 슬러리를 제작한다. 그 후, 세라믹 슬러리를 시트 형상으로 성형하여 세라믹 그린시트를 얻는다. 얻어진 세라믹 그린시트는 필요에 따라서 여러 장을 적층하고서 압착하여 세라믹 적층체를 제작한다. 얻어진 세라믹 적층체를 탈지하고, 비산화 분위기 하에서 소성하여 본 실시형태의 알루미나 소결체를 얻는다. 비산화 분위기 하에서 소성하기 위해서는, 예를 들면 가습(加濕)한 수소와 질소의 혼합 가스 중에서 소성을 실시하면 된다. 혹은, 진공 하에서나 아르곤 가스 등의 불활성 가스 중에서 소성을 실시하여도 좋으며, 비산화 분위기 하에서라면 좋다. 또, 소성온도는 예를 들면 1450∼1700℃로 할 수 있다.
본 실시형태의 알루미나 소결체에 있어서, 란탄 원소(La) 등을 더 첨가함으로써 티탄 원소(Ti)의 첨가량을 억제할 수 있는 이유는 다음과 같다고 생각된다. 즉, 본 실시형태의 알루미나 소결체에서는, 제조시의 소성공정에 있어서, 분말원료를 구성하는 '티탄 화합물'과 '란탄 화합물, 네오디뮴 화합물 혹은 세륨 화합물'이 반응하여 소성온도보다도 저융점인 화합물이 생긴다. 소성공정에서는 알루미나(Al2O3)의 결정이 성장하는 데, 이 때 상기한 티탄 원소를 함유하는 저융점 화합물이 액상 상태로 되어 알루미나의 입자 간(결정립계)에 확산된다고 생각된다. 한편, 산화알루미늄과 산화티탄만으로 이루어지는 조성계에서는, 산화알루미늄, 산화티탄, 산화알루미늄과 산화티탄이 반응하여 생기는 화합물은 융점이 소성온도보다도 높고, 소성공정에 있어서 액상 상태로 되지 않아 알루미나의 입자 간에 확산되지 않는다. 또, 상기한 바와 같이 소성을 비산화 분위기 하에서 실시함으로써, 알루미나의 결정립계에 확산된 저융점 화합물에 함유되는 티탄 원소의 적어도 일부가 환원되어 알루미나의 결정립계에 있어서 전자의 경로가 형성된다. 이것에 의해서, 본 실시형태에서는 란탄 원소 등을 더 첨가함으로써, 소성시에 티탄 원소를 함유하는 저융점 화합물이 생성되어, 티탄 원소를 함유하는 화합물을 알루미나의 결정립계에 확산되기 쉽게 할 수 있다. 따라서, 입계에 확산된 티탄 화합물의 적어도 일부를 환원하여 전자의 경로를 형성함으로써, 티탄 원소의 첨가량을 억제하더라도 알루미나 소결체에 있어서 소망하는 체적 저항률을 실현하는 것이 가능하게 된다고 생각된다. 또한, 본 실시형태의 알루미나 소결체의 제조방법과는 달리, 소성을 대기 중 등의 산화 분위기 하에서 실시하면, 알루미나의 결정립계에 확산된 저융점 화합물이 환원되지 않아, 충분한 전자 경로가 형성되지 않는다. 따라서, 소성을 산화 분위기 하에서 실시하면, 알루미나 소결체의 조성을 상기한 범위로 설정하더라도, 얻어지는 알루미나 소결체의 체적 저항률은 본 실시형태의 알루미나 소결체의 체적 저항률보다도 큰 값이 된다.
또한, 본 실시형태의 알루미나 소결체는 상기한 바와 같이 비산화 분위기 하에서 소성을 실시하기 때문에, 알루미나 소결체를 예를 들면 내부나 표면에 배선을 가지는 부재를 형성하기 위해서 이용할 경우에는 제조공정을 간소화할 수 있다. 구체적으로는 알루미나 소결체를 제조하기 위한 소성공정과 배선을 형성하기 위한 메탈라이즈의 소성공정을 동시에 실시할 수 있다.
또, 본 실시형태의 알루미나 소결체는 란탄 원소(La) 등을 더 첨가함으로써, 저융점 화합물이 액상 상태로 되어 알루미나의 입자 간에 확산되기 때문에, 소결이 촉진되어 알루미나 소결체를 보다 치밀하게 형성하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 특히 알루미나 소결체를 가압하는 일 없이, 상압(대기압)에서 소성을 실시하더라도 충분히 치밀한 알루미나 소결체를 얻을 수 있다.
〈Al의 함유량에 대해서〉
본 실시형태의 알루미나 소결체에서는, 상기한 바와 같이, 알루미늄 원소(Al)의 함유량은 알루미나 소결체가 함유하는 금속 원소를 산화물로 환산하였을 때의 전체 산화물 중의 산화알루미늄(Al2O3)의 비율이 93.00∼99.85중량%가 되는 양이다. 더욱 바람직한 범위로서는 98.00∼99.85중량%이다. 여기서, 상기 전체 산화물 중의 산화알루미늄의 비율을 93.00중량% 미만으로 하면, 알루미나 소결체에 있어서의 첨가물, 구체적으로는 알루미늄 이외의 금속 원소량이 많아지게 된다. 따라서, 알루미나 소결체가 플라즈마에 노출되었을 때에 발생하는 파티클의 양이 증가하여, 알루미나 소결체를 반도체 제조장치의 구성부재로 이용하였을 때에, 반도체 웨이퍼에 대한 영향을 무시할 수 없게 되어 바람직하지 않다. 특히, 파티클의 양을 줄일 필요가 있을 때에는, 상기 전체 산화물 중의 산화알루미늄의 비율을 98.00중량% 이상으로 하는 것이 효과적이다. 또, 상기 전체 산화물 중의 산화알루미늄의 비율이 99.85중량%를 넘는 경우에는 알루미나 소결체를 제조하기 위해서 첨가되는 티탄 원소나, 란탄 원소, 네오디뮴 원소 및 세륨 원소에서 선택되는 적어도 1종의 원소의 양이 적어지게 된다. 따라서, 알루미나 소결체에 있어서, 티탄에 의한 전자의 경로의 형성이 억제되어, 알루미나 소결체의 체적 저항률이 보다 높아지기 때문에 바람직하지 않다.
〈Ti의 함유량에 대해서〉
본 실시형태의 알루미나 소결체에서는, 상기한 바와 같이, 티탄 원소(Ti)의 함유량은 알루미나 소결체가 함유하는 금속 원소를 산화물로 환산하였을 때의 전체 산화물 중의 산화티탄(TiO2)의 비율이 0.1∼2.0중량%가 되는 양이다. 여기서, 상기 전체 산화물 중의 산화티탄의 비율을 0.1% 미만으로 하면, 알루미나 소결체에 있어서의 전자의 경로의 형성에 관한 티탄량을 충분히 확보하는 것이 곤란하게 되어, 체적 저항률이 보다 높아지기 때문에 바람직하지 않다. 또, 상기 전체 산화물 중의 산화티탄의 비율이 2.0중량%를 넘는 경우에는 알루미나 소결체에 있어서의 전자의 경로의 형성에 관한 티탄량이 과잉되게 되어, 체적 저항률이 보다 낮아지기 때문에 바람직하지 않다.
〈La, Nd, Ce의 함유량에 대해서〉
본 실시형태의 알루미나 소결체에서는, 상기한 바와 같이, 란탄 원소(La), 네오디뮴 원소(Nd) 및 세륨 원소(Ce)의 함유량의 합계는 알루미나 소결체가 함유하는 금속 원소를 산화물로 환산하였을 때의 전체 산화물에 대한 산화란탄(La2O3), 산화네오디뮴(Nd2O3) 및 산화세륨(CeO2)의 합계량의 비율이 0.05∼5.00중량%가 되는 양이다. 여기서, 상기 전체 산화물 중의 산화란탄, 산화네오디뮴 및 산화세륨의 합계량의 비율을 0.05중량% 미만으로 하면, 알루미나 소결체의 제조시의 소성공정에 있어서, 저융점인 티탄 함유 화합물의 형성이 불충분하게 되어, 티탄에 의한 전자 경로의 형성이 억제된다. 그 결과, 알루미나 소결체의 체적 저항율이 보다 높아지기 때문에 바람직하지 않다. 또, 상기 전체 산화물 중의 산화란탄, 산화네오디뮴 및 산화세륨의 합계량의 비율이 5.00중량%를 넘는 경우에는 알루미나 소결체에 있어서의 첨가물, 구체적으로는 알루미늄 이외의 금속 원소량이 많아지게 된다. 따라서, 알루미나 소결체가 플라즈마에 노출되었을 때에 발생하는 파티클의 양이 증가하여, 알루미나 소결체를 반도체 제조장치의 구성부재로 사용하였을 때에, 반도체 웨이퍼에 대한 영향을 무시할 수 없게 되어 바람직하지 않다.
본 실시형태의 알루미나 소결체에서는, 알루미나 소결체에 함유되는 티탄 원소(Ti)에 대한 란탄 원소(La), 네오디뮴 원소(Nd) 및 세륨 원소(Ce)의 합계의 몰비를 0.03보다 크고 5.00 미만으로 하는 것이 바람직하다. 상기 몰비를 0.03보다도 크게 함으로써, 알루미나 소결체의 제조시의 소성공정에 있어서, 소성온도보다도 융점이 낮은 티탄 함유 화합물을 충분히 형성하여, 이와 같은 저융점 화합물에 의해서 소결을 촉진시킬 수 있다. 따라서, 알루미나 소결체를 충분히 치밀하게 할 수 있어(소결성을 확보할 수 있어) 바람직하다. 또, 상기 몰비를 5.00 미만으로 함으로써, 알루미나 소결체의 외관의 색조의 얼룩을 억제할 수 있어 바람직하다.
〈다른 첨가 금속에 대해서〉
본 실시형태의 알루미나 소결체는 마그네슘 원소(Mg), 칼슘 원소(Ca), 스트론튬 원소(Sr), 바륨 원소(Ba) 및 규소 원소(Si)에서 선택되는 적어도 1종의 원소를 더 함유하는 것으로 하여도 좋다. 이 경우에는 마그네슘 원소(Mg), 칼슘 원소(Ca), 스트론튬 원소(Sr), 바륨 원소(Ba) 및 규소 원소(Si)의 함유량은 알루미나 소결체가 함유하는 금속 원소를 산화물로 환산하였을 때의 전체 산화물 중의 산화마그네슘(MgO), 산화칼슘(CaO), 산화스트론튬(SrO), 산화바륨(BaO) 및 산화규소(SiO2)의 비율이 각각 1.00중량% 이하인 것이 바람직하다. 마그네슘 원소, 칼슘 원소, 스트론튬 원소, 바륨 원소 및 규소 원소에서 선택되는 적어도 1종의 원소를 함유하되, 각각의 함유비율을 1.00중량% 이하로 함으로써, 알루미나 소결체의 실온에서의 체적 저항률을 1×105∼1×1012Ω·㎝로 하는 것이 보다 용이하게 된다. 또, 마그네슘 원소, 칼슘 원소, 스트론튬 원소, 바륨 원소 및 규소 원소에서 선택되는 적어도 1종의 원소의 첨가량을 상기한 범위로 억제함으로써, 알루미나 소결체를 반도체 제조장치의 구성부재로서 이용하였을 때에, 상기한 원소를 첨가하는 것에 기인하는 반도체 웨이퍼의 오염을 억제할 수 있다. 본 실시형태의 알루미나 소결체에 있어서, 알루미늄 원소(Al) 및 티탄 원소(Ti) 이외에 함유하는 금속 원소가 란탄 원소(La), 네오디뮴 원소(Nd) 및 세륨 원소(Ce)에서 선택되는 적어도 1종의 원소와 마그네슘 원소(Mg), 칼슘 원소(Ca), 스트론튬 원소(Sr), 바륨 원소(Ba) 및 규소 원소(Si)에서 선택되는 적어도 1종의 원소만인 것으로 하여도 좋다.
상기한 바와 같이, 알루미나 소결체에 있어서는 첨가하는 티탄 원소의 양에 따라서 알루미나 소결체의 체적 저항률을 조절할 수 있다. 이와 같은 알루미나 소결체에 있어서, 마그네슘 원소, 칼슘 원소, 스트론튬 원소, 바륨 원소 및 규소 원소에서 선택되는 적어도 1종의 원소를 더 첨가함으로써, 알루미나 소결체의 체적 저항률과 티탄 원소의 첨가량과의 사이의 대응관계를 변화시킬 수 있다. 구체적으로는, 본 실시형태의 알루미나 소결체에 규소 원소를 더 첨가함으로써, 첨가하는 티탄 원소의 양에 대응하는 알루미나 소결체의 체적 저항률의 레벨을 전반적으로 저하시킬 수 있다. 이 때, 알루미나 소결체에 첨가하는 규소 원소의 양이 많을수록 알루미나 소결체의 체적 저항률의 레벨을 저하시키는 정도가 커지게 된다. 따라서, 규소 원소를 더 첨가함으로써, 티탄 원소의 첨가량을 증가시키는 일 없이, 알루미나 소결체의 체적 저항률을 소망하는 값으로 조절하는 것이 가능하게 된다.
또, 본 실시형태의 알루미나 소결체에 마그네슘 원소, 칼슘 원소, 스트론튬 원소 및 바륨 원소에서 선택되는 적어도 1종의 원소(이하, "마그네슘 등의 원소"라고도 한다)를 더 첨가함으로써, 첨가하는 티탄 원소의 양에 대응하는 알루미나 소결체의 체적 저항률의 레벨을 전체적으로 상승시킬 수 있다. 이 때, 알루미나 소결체에 첨가하는 마그네슘 등의 원소의 양이 많을수록 알루미나 소결체의 체적 저항률의 레벨을 상승시키는 정도가 커지게 된다. 따라서, 마그네슘 등의 원소를 더 첨가함으로써, 알루미나 소결체의 체적 저항률을 소망하는 값으로 조절하기 위한 각 원소의 함유량의 미세 조정을 보다 용이하게 하는 것이 가능하게 된다.
상기한 바와 같이 마그네슘 원소, 칼슘 원소, 스트론튬 원소, 바륨 원소 및 규소 원소에서 선택되는 적어도 1종의 원소는 알루미나 소결체의 체적 저항률을 소망하는 값으로 조정하는 효과를 가진다. 다만, 본 실시형태의 알루미나 소결체를 반도체 제조장치용의 부재로서 사용하였을 경우, 일반적으로 실리콘 웨이퍼 등을 에칭하는 가스로서 자주 사용되는 불화물계의 가스에 대해서는, 산화규소(SiO2)는 산화마그네슘(MgO), 산화칼슘(CaO), 산화스트론튬(SrO) 및 산화바륨(BaO)에 비해서 플라스마에 의해서 부식되기 쉽다. 따라서, 부식이 적어 알루미나 소결체의 내식성이 향상된다는 관점에서는, 첨가 원소로서 규소 원소를 이용하는 것보다도 마그네슘 원소, 칼슘 원소, 스트론튬 원소 및 바륨 원소에서 선택되는 적어도 1종의 원소를 이용하는 것이 바람직하다.
〈정전 척의 구성예에 대해서〉
본 실시형태의 알루미나 소결체는 정전 척을 제작하기 위해서 매우 적합하게 이용할 수 있다. 여기서 "정전 척"이란, 반도체 웨이퍼를 제조하는 반도체 제조장치(예를 들면, 에칭장치, 이온 주입장치, 전자빔 노광장치 등)에 있어서, 반도체 웨이퍼의 고정, 반송 등을 실시하기 위한 부재이다. 본 실시형태의 알루미나 소결체는 특히 존슨·라벡형(JR형) 정전 척에 있어서 매우 적합하게 이용할 수 있다.
도 1은 본 실시형태의 알루미나 소결체를 이용한 정전 척의 구성의 일례를 나타내는 단면 모식도이다.
도 1에 나타내는 정전 척(10)은 유전층(12)과 내부 전극(13,14)과 기재(基材)(15)를 구비하고 있다. 유전층(12)은 본 실시형태의 알루미나 소결체에 의해서 구성되어 있다. 유전층(12)의 일측의 면(面)은 반도체 웨이퍼가 흡착되는 척면(17)으로 되어 있다. 유전층(12)의 타측의 면에는 기재(15)가 접합되어 있다. 기재(15)는 예를 들면 알루미늄이나 알루미늄 합금에 의해서 구성할 수 있다. 정전 척(10)의 내부에는 유전층(12) 내 및 기재(15) 내에 걸쳐서 가스 터널(16)이 형성되어 있다. 가스 터널(16)은 척면(17)에 유지된 반도체 웨이퍼를 냉각하기 위해서 헬륨(He) 등의 냉각 가스를 기재(15) 측에서 척면(17) 측으로 공급하기 위한 유로이다. 내부 전극(13,14)에는 전원(19)이 접속되어 있으며, 내부 전극(13,14) 간에 직류 전압을 인가함으로써 반도체 웨이퍼를 흡착하기 위한 정전 인력을 발생시키는 것이 가능하게 되어 있다.
이와 같은 정전 척에서는, 반도체 웨이퍼를 흡착·이탈할 때의 흡착·이탈 특성이 유전층(12)의 체적 저항률에 의존하기 때문에, 유전층(12)의 체적 저항률을 적절하게 설정할 필요가 있다. 정전 척(10)은 JR형 정전 척이기 때문에, 유전층(12)을 구성하는 알루미나 소결체의 실온에서의 체적 저항률은 1×108∼1×1012Ω·㎝로 하는 것이 바람직하다. 이와 같은 체적 저항률을 실현하고자 할 때에, 알루미나 소결체가 함유하는 알루미늄 원소 이외의 금속 원소를 삭감하기 위해서는, 알루미나 소결체가 함유하는 금속 원소를 산화물로 환산하였을 때의 전체 산화물 중의 산화알루미늄(Al2O3)의 비율이 95.00중량% 이상인 것이 바람직하다. 또, 티탄 원소(Ti)의 함유량은 알루미나 소결체가 함유하는 금속 원소를 산화물로 환산하였을 때의 전체 산화물 중의 산화티탄(TiO2)의 비율이 0.10∼1.50중량%가 되는 양인 것이 바람직하다. 또, 란탄 원소, 네오디뮴 원소 및 세륨 원소의 함유량의 합계는 알루미나 소결체가 함유하는 금속 원소를 산화물로 환산하였을 때의 전체 산화물에 대한 산화란탄, 산화네오디뮴 및 산화세륨의 합계량의 비율이 0.05∼2.00중량%가 되는 양인 것이 바람직하다.
본 실시형태의 알루미나 소결체를 이용하여 정전 척(10)을 제작할 때에는, 예를 들면 상기한 세라믹 그린시트를 적층함에 의해서 유전층(12)을 제작하면 된다. 이 때, 메탈라이즈 잉크를 이용하여 내부 전극(13,14)에 상당하는 패턴을 미리 세라믹 그린시트에 인쇄하여 두면, 비산화 분위기 하에서 소성을 실시함에 의해서 알루미나 소결체와 내부 전극(13,14)을 동시에 완성할 수 있다. 또한, 세라믹 그린시트를 적층하여 유전층(12)을 제작할 경우에는, 적층할 세라믹 그린시트 각각에 가스 터널(16)의 형상에 대응하는 구멍을 형성하여 두면 좋다. 본 실시형태의 알루미나 소결체는 상압에서의 소성에 의해서 충분히 치밀화할 수 있기 때문에, 유전층(12)의 제조공정에 있어서 가압 하에서의 소성이 필요없게 되므로, 가스 터널(16)과 같은 공극 구조를 지장없이 형성할 수 있다. 또한, 정전 척(10)의 구성은 여러 가지 변형이 가능하다. 예를 들면, 가스 터널(16)을 형성하지 않는 것으로 하여도 되고, 혹은 히터를 더 설치하여도 된다. 또, 내부 전극의 구성을 양극 방식이 아닌 단극 방식으로 하여도 된다.
〈정전기 제거기능을 가지는 부재의 구성예에 대해서〉
본 실시형태의 알루미나 소결체는 정전기 제거기능을 가지는 부품을 구성하는 부재를 형성하기 위해서 매우 적합하게 이용할 수 있다. 정전기 제거기능을 가지는 부품으로서는, 예를 들면 반도체 제조장치용의 부품, 보다 구체적으로는 플라즈마 챔버 내에서 사용하는 반도체 제조장치용의 부품을 들 수 있다. 여기서, 반도체 제조장치용의 정전기 제거기능을 가지는 부품으로서는, 예를 들면 반송용 암, 핸들링 지그, 웨이퍼 반송용 핀셋, 웨이퍼 리프터 핀 등 플라즈마 챔버 내에서 사용하는 부품을 들 수 있다.
도 2는 본 실시형태의 알루미나 소결체를 이용한 반송용 암의 일례로서, 반송 용 암(20)의 외관을 나타내는 사시도이다. 이와 같이, 본 실시형태의 알루미나 소결체에 의해서 반도체 제조장치용의 정전기 제거기능을 가지는 부재를 형성함으로써, 반도체 제조장치에 있어서 충분히 정전기 제거기능을 실현하는 것이 가능하게 된다. 또, 반도체의 제조공정에 있어서, 플라즈마에 노출되어 발생하는 파티클에 기인하여 반도체 웨이퍼가 오염되는 것을 억제할 수 있다.
본 실시형태의 알루미나 소결체에 의해서 반도체 제조장치용의 정전기 제거기능을 가지는 부재를 형성할 경우에는, 알루미나 소결체의 실온에서의 체적 저항률은 1×105∼1×1010Ω·㎝로 하는 것이 바람직하다. 이와 같은 체적 저항률을 실현하고자 할 때에, 알루미나 소결체가 함유하는 알루미늄 원소 이외의 금속 원소량을 삭감하기 위해서는, 알루미나 소결체가 함유하는 금속 원소를 산화물로 환산하였을 때의 전체 산화물 중의 산화알루미늄(Al2O3)의 비율이 93.00중량% 이상인 것이 바람직하다. 또, 티탄 원소(Ti)의 함유량은 알루미나 소결체가 함유하는 금속 원소를 산화물로 환산하였을 때의 전체 산화물 중의 산화티탄(TiO2)의 비율이 0.30∼1.80중량%가 되는 양인 것이 바람직하다. 또, 란탄 원소, 네오디뮴 원소 및 세륨 원소의 함유량의 합계는 알루미나 소결체가 함유하는 금속 원소를 산화물로 환산하였을 때의 전체 산화물에 대한 산화란탄, 산화네오디뮴 및 산화세륨의 합계량의 비율이 0.10∼4.50중량%가 되는 양인 것이 바람직하다. 또한, 알루미나 소결체의 실온에서의 체적 저항률을 1×105∼1×1010Ω·㎝로 하면, 알루미나 소결체를 구비하는 부재를 반도체 제조장치 이외의 용도에서도 정전기 제거기능을 가지는 부재로서 매우 적합하게 이용할 수 있다.
〈알루미나 소결체의 분석방법에 대해서〉
알루미나 소결체에 있어서의 각 금속 원소의 함유량은, 예를 들면 ICP 발광분광분석법(고주파 유도 결합 플라즈마 발광분광분석법)에 의해서 측정할 수 있다. 알루미나 소결체 중의 각 원소의 함유량을 산화물 환산에 의해서 구하기 위해서는, 우선 상기 방법에 의해서 각 금속 원소의 함유량을 측정한 후에, 측정결과에 의거하여 각 금속 원소가 산화물로서 존재한다고 가정하였을 때의 전체 산화물의 총량(산화물로 환산한 총량)을 구하면 된다. 그리고, 각각의 금속 원소에 대해서, 각각의 금속 원소를 산화물로 환산한 양의 상기 각 금속 원소를 산화물로 환산한 총량에 대한 비율을 구하면 된다. 또, 알루미나 소결체의 체적 저항률은 절연성 부재의 저항값의 측정방법으로서 주지된 3단자법에 의해서 측정하면 된다.
《실시예》
이하, 본 발명을 실시예에 의거하여 보다 더 구체적으로 설명하는데, 본 발명은 이들 실시예의 기재에 한정되는 것은 아니다.
도 3은 샘플 1에서 샘플 40까지의 40종류의 알루미나 소결체를 제작한 결과를 표로 나타내는 설명도이다. 또, 도 4는 샘플 41에서 샘플 60까지의 20종류의 알루미나 소결체를 제작한 결과를 표로 나타내는 설명도이다. 이하에 각 샘플의 구성 및 제조방법과, 각 샘플의 평가결과에 대해서 설명한다.
A. 각 샘플의 제작 :
샘플 1∼샘플 10 및 샘플 37∼샘플 41은 금속 원소로서 알루미늄 원소(Al)와 티탄 원소(Ti)와 란탄 원소(La)를 함유하는 알루미나 소결체이다. 샘플 11∼샘플 20은 금속 원소로서 알루미늄 원소와 티탄 원소와 란탄 원소에 더하여 규소 원소(Si)를 더 함유하는 알루미나 소결체이다. 샘플 21∼샘플 24 및 샘플 42∼샘플 52는 금속 원소로서 알루미늄 원소와 티탄 원소와 란탄 원소에 더하여 마그네슘 원소(Mg)를 더 함유하는 알루미나 소결체이다. 샘플 25∼샘플 30, 샘플 33, 샘플 34는 금속 원소로서 알루미늄 원소와 티탄 원소와 란탄 원소에 더하여 규소 원소 및 마그네슘 원소를 더 함유하는 알루미나 소결체이다. 샘플 31은 금속 원소로서 알루미늄 원소와 티탄 원소와 세륨 원소(Ce)에 더하여 규소 원소 및 마그네슘 원소를 더 함유하는 알루미나 소결체이다. 샘플 32는 금속 원소로서 알루미늄 원소와 티탄 원소와 네오디뮴 원소(Nd)에 더하여 규소 원소 및 마그네슘 원소를 더 함유하는 알루미나 소결체이다. 샘플 53은 금속 원소로서 알루미늄 원소와 티탄 원소와 란탄 원소에 더하여 마그네슘 원소 및 칼슘 원소를 더 함유하는 알루미나 소결체이다. 샘플 54, 샘플 55는 금속 원소로서 알루미늄 원소와 티탄 원소와 란탄 원소에 더하여 칼슘 원소를 더 함유하는 알루미나 소결체이다. 샘플 56은 금속 원소로서 알루미늄 원소와 티탄 원소와 란탄 원소에 더하여 마그네슘 원소 및 바륨 원소를 더 함유하는 알루미나 소결체이다. 샘플 57, 샘플 58은 금속 원소로서 알루미늄 원소와 티탄 원소와 란탄 원소에 더하여 바륨 원소를 더 함유하는 알루미나 소결체이다. 샘플 59는 금속 원소로서 알루미늄 원소와 티탄 원소와 네오디뮴 원소(Nd)에 더하여 마그네슘 원소를 더 함유하는 알루미나 소결체이다. 샘플 60은 금속 원소로서 알루미늄 원소와 티탄 원소와 란탄 원소에 더하여 스트론튬(Sr) 원소를 더 함유하는 알루미나 소결체이다. 샘플 35, 샘플 36은 금속 원소로서 알루미늄 원소와 티탄 원소를 함유하는 알루미나 소결체이다.
각 샘플은 고상 반응법에 의해서 제작하였다. 고상 반응법에 제공되는 분말원료로서는 산화알루미늄(Al2O3) 분말, 산화티탄(TiO2) 분말, 수산화란탄(La(OH)3) 분말, 산화네오디뮴(Nd2O3) 분말, 산화세륨(CeO2) 분말, 산화규소(SiO2) 분말, 탄산 마그네슘(MgCO3) 분말, 탄산 칼슘(CaCO3) 분말, 탄산 바륨(BaCO3) 분말, 탄산 스트론튬(SrCO3) 분말을 이용하였다. 산화알루미늄(Al2O3) 분말로서는 평균 입경 2.8㎛, 순도 99.9%의 분말을 이용하였다. 이들 원료분말에서 도 3에 나타낸 조성에 따른 필요한 원료분말을 선택하고, 도 3에 나타낸 조성비가 되도록 원료분말을 칭량하여 혼합하였다. 즉, 각 샘플이 함유하는 금속 원소를 산화물로 환산하였을 때의 전체 산화물의 총량에 대한 각각의 원소를 산화물로 환산한 양의 비율이 도 3에 나타내는 값이 되도록 각 원료분말을 혼합하였다.
원료분말을 혼합한 후, 유기 바인더(부티랄 수지)와 가소제와 분산제와 유기 용제를 더 첨가하고서 혼합하여 세라믹 슬러리를 제작하였다. 그 후, 세라믹 슬러리를 시트 형상으로 성형하여 세라믹 그린시트를 얻었다. 얻어진 세라믹 그린시트는 여러 장을 적층하고서 압착하여 적층체를 제작하였다. 얻어진 세라믹 적층체를 탈지하고, 비산화 분위기 하(가습한 수소와 질소의 혼합 가스 중에서 1550℃에서 4시간)에서 소성하여 각 샘플을 얻었다.
B. 각 샘플의 평가:
각 샘플에 대해서 3단자법에 의해서 체적 저항률을 측정하였다. 구체적으로는 소성한 각 샘플에서 직경 20㎜, 두께 1㎜의 원반 형상의 측정용 샘플을 잘라내어 가공하고, 각 측정용 샘플의 표면과 이면에 3단자 측정용의 Pt 전극을 녹여 붙이고서 체적 저항률을 측정하였다. 여기서, 측정용 샘플에 Pt 전극을 녹여 붙일 때의 가스 분위기는 소성시의 분위기와 동일하게 하였다. 각 샘플의 체적 저항률의 측정결과는 도 3 및 도 4에 나타내었다. 또한, 전극을 녹여 붙일 때의 분위기의 영향을 받지 않도록, 상기 전극을 녹여 붙이는 것 대신에, 금(Au)을 이용한 스퍼터법 등에 의해서 전극을 형성하여도 좋다.
또, 도 3 및 도 4에서는 각 샘플에 대해서 티탄 원소에 대한 란탄 원소, 네오디뮴 원소 및 세륨 원소의 합계의 몰비{(La+Nd+Ce)/Ti}에 대해서도 나타내고 있다. 도 3 및 도 4에 나타낸 상기 몰비는 각 샘플의 제조시에 이용된 원료분말 중의 각 금속 원소량에 의거하여 구한 값이다. 또한, 도 3 및 도 4에서는 각 샘플에 대해서 부피밀도 및 함수율을 아르키메데스법에 의해서 측정한 결과를 나타내고 있다. '아르키메데스법'이란 고체 시료를 이미 알고 있는 밀도의 액체(여기서는 물) 중에 가라앉쳐서 시료가 받는 부력에 의거하여 밀도를 산출하는 주지의 방법이다. 부피밀도를 구하는 식을 (1)식, 함수율을 구하는 식을 (2)식으로 하여 이하에 나타낸다. 또한, 이하의 식에 있어서 '함수 중량'이란 각 샘플에 형성된 미세 구멍 내에 감압 하에서 물을 함침시킨 후에, 공기 중에서 각 샘플의 중량을 측정한 값을 말한다.
부피밀도(g/㎤) =
건조중량(g)÷(함수중량(g)-수중중량(g))×물의 밀도(g/㎤) …(1)
함수율(vol.%) =
(1-(건조중량(g)-수중중량(g))÷(함수중량(g)-수중중량(g)))×100 …(2)
또한, 각 샘플에 대해서 그 외관을 육안 관찰하여 색조의 얼룩의 유무를 평가하였다. 색조의 얼룩의 유무에 대해서도 도 3 및 도 4에 나타내었다.
도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 샘플 1∼샘플 34 및 샘플 41∼샘플 60에서는 1×105∼1×1012Ω·㎝의 체적 저항률이 얻어졌다. 즉, 금속 원소를 산화물 환산하였을 때의 알루미늄 원소의 함유비율이 93.00∼99.85중량%이고, 티탄 원소의 함유비율이 0.10∼2.00중량%이고, 란탄 원소, 네오디뮴 원소, 세륨 원소에서 선택되는 원소의 함유비율이 0.05∼5.00중량%인 조건을 만족하는 샘플이 상기 범위의 체적 저항률을 나타내는 것이 확인되었다.
이것에 대해서, 금속 원소를 산화물 환산하였을 때의 알루미늄 원소의 함유비율이 93.00∼99.85중량%, 티탄 원소의 함유비율이 0.10∼2.00중량%의 범위라 하더라도, 란탄 원소, 네오디뮴 원소, 세륨 원소의 어느 것도 함유하지 않으면, 체적 저항률은 1×1012Ω·㎝를 넘는 값이 되었다(샘플 35, 샘플 36 참조). 또, 란탄 원소를 함유하는 경우라 하더라도 란탄 원소의 함유비율이 산화물 환산으로 0.05중량% 미만인 경우에는, 체적 저항률은 1×1012Ω·㎝를 넘는 값이 되었다(샘플 37, 샘플 38 참조). 또, 란탄 원소의 함유비율이 산화물 환산으로 0.05∼5.00중량%의 범위라 하더라도 티탄 원소의 함유비율이 산화물 환산으로 0.1중량% 미만인 경우에는, 체적 저항률은 1×1012Ω·㎝를 넘는 값이 되었다(샘플 39 참조). 또한, 란탄 원소의 함유비율이 산화물 환산으로 0.05∼5.00중량%의 범위라 하더라도 티탄 원소의 함유비율이 산화물 환산으로 2.00중량%를 넘는 경우에는, 체적 저항률은 1×105Ω·㎝ 미만의 값이 되었다(샘플 40 참조).
또, 도 3에 나타내는 바와 같이 티탄 원소에 대한 란탄 원소, 네오디뮴 원소 및 세륨 원소의 합계의 몰비가 0.03 이하인 알루미나 소결체에서는 소결성이 낮아지게 되는 것이 확인되었다. 즉, 부피밀도가 다른 샘플보다 낮아지게{3.85(g/㎤) 이하} 되고, 함수율의 값도 커지게(0.1% 이상으로) 되었다(샘플 4, 샘플 35, 샘플 36, 샘플 38 참조). 또, 티탄 원소에 대한 란탄 원소, 네오디뮴 원소 및 세륨 원소의 합계의 몰비가 5.74 이상인 알루미나 소결체에서는 외관의 색조에 얼룩이 생기기 쉬워지게 되는 것이 확인되었다(샘플 6, 샘플 8, 샘플 21, 샘플 22, 샘플 39 참조).
C. EPMA/WDS에 의한 생성상(生成相)의 평가:
도 5는 제작한 알루미나 소결체를 경면 연마하고, EPMA(전자선 마이크로 애널라이저)/WDS(파장 분산형 X선 분석)를 이용하여 측정한 결과를 나타내는 설명도이다. 여기서는 일례로서 샘플 27에 대한 측정결과를 나타낸다. 도 5(A)는 전자 현미경으로 보았을 때의 반사 전자상이고, 각 영역이 구비하는 원소의 종류가 농담(濃淡)으로 표시된다. 도 5(B)∼도 5(D)는 도 5(A)와 같은 영역에 대한 EPMA의 컬러 맵이고, 구체적으로는 도 5(B)는 알루미늄 원소의 분포를 나타내고, 도 5(C)는 티탄 원소의 분포를 나타내고, 도 5(D)는 란탄 원소의 분포를 나타낸다.
도 5(A)∼도 5(D)로부터, 도 5(A)에서 흑색으로 표시된 영역은 금속 원소로서 주로 알루미늄 원소를 함유하고 있고, 또한 XRD에 의해서 산화알루미늄(Al2O3)의 결정상이 확인되었기 때문에, 산화알루미늄의 결정상이라 생각된다. 또, 백색으로 표시된 영역은 금속 원소로서 주로 알루미늄 원소를 함유하는 결정상의 입계에 존재하고 있으며, 알루미늄 원소와 티탄 원소와 란탄 원소를 함유하는 산화물의 상이라 생각된다. 상기한 바와 같이 알루미늄 원소와 티탄 원소와 란탄 원소를 함유하는 산화물의 상은 샘플 27 이외의 샘플 1∼샘플 26, 샘플 28∼샘플 30, 샘플 33∼샘플 34, 샘플 41∼샘플 58 및 샘플 60에서도 금속 원소로서 주로 알루미늄 원소를 함유하는 산화알루미늄 결정상의 입계 부분에 동일하게 관찰되었다. 또, 샘플 31에서는 알루미늄 원소와 티탄 원소와 세륨 원소를 함유하는 산화물의 상이, 샘플 32 및 샘플 59에서는 알루미늄 원소와 티탄 원소와 네오디뮴 원소를 함유하는 산화물의 상이 동일하게 관찰되었다. 따라서, 알루미나 소결체에 있어서, 티탄을 함유하는 산화물이 알루미늄의 결정립계에 확산되어 있는 것이 확인되었다. 또한, 알루미늄의 결정립계 중, 도 5(A)에서는 백색의 영역으로서 명확하게 표시되어 있지 않는 개소에 있어서도, EPMA에서는 검출되지 않지만, 상기한 티탄을 함유하는 산화물이 존재하여, 전자의 경로를 형성하고 있다고 생각된다.
D. 규소 원소와 마그네슘 원소의 영향의 평가:
도 6은 알루미나 소결체에 있어서의 산화물 환산한 티탄 원소의 함유량(도 6에서는 'TiO2 함유량'으로 기재)과 체적 저항률과의 관계에 대한 규소 원소의 영향을 조사한 결과를 나타내는 설명도이다. 도 6은 란탄 원소를 같은 함유비율(금속 원소를 산화물 환산하였을 때의 란탄 원소의 함유비율이 0.07중량%)로 함유하는 샘플에 관한 결과를 나타낸다. 도 6에 있어서의 그래프 (a)는 규소 원소를 첨가하지 않은 알루미나 소결체에 관한 것으로, 도 3에 나타낸 샘플 1, 샘플 2, 샘플 4에 대해서 플롯(plot)한 결과를 나타낸다. 또한, 도 6 및 후술하는 도 7에 나타내는 그래프에서는 도 3에 나타낸 샘플에 대응하는 포인트에는 샘플 번호를 부기하고 있다. 도 6에 있어서의 그래프 (b)는 금속 원소를 산화물 환산하였을 때의 규소 원소의 함유비율이 0.20중량%인 샘플 11, 샘플 14에 대한 결과를 나타낸다. 또, 그래프 (c)는 금속 원소를 산화물 환산하였을 때의 규소 원소의 함유비율이 0.70중량%인 샘플 15, 샘플 18에 대한 결과를 나타낸다.
도 7은 알루미나 소결체에 있어서의 산화물 환산한 티탄 원소의 함유량(도 7에서는 'TiO2 함유량'으로 기재)과 체적 저항률과의 관계에 대한 마그네슘 원소의 영향을 조사한 결과를 나타내는 설명도이다. 도 7은 란탄 원소를 같은 함유비율(금속 원소를 산화물 환산하였을 때의 란탄 원소의 함유비율이 4.80중량%)로 함유하는 샘플에 관한 결과를 나타낸다. 도 7에 있어서의 그래프 (d)는 마그네슘 원소를 첨가하지 않은 알루미나 소결체에 관한 것으로, 도 3에 나타낸 샘플 8, 샘플 9, 샘플 10에 대해서 플롯한 결과를 나타낸다. 도 7에 있어서의 그래프 (e)는 금속 원소를 산화물 환산하였을 때의 마그네슘 원소의 함유비율이 0.20중량%인 샘플 21, 샘플 23에 대한 결과를 나타낸다. 또, 그래프 (f)는 금속 원소를 산화물 환산하였을 때의 마그네슘 원소의 함유비율이 0.70중량%인 샘플 22, 샘플 24에 대한 결과를 나타낸다.
도 6 및 도 7에 나타내는 바와 같이 알루미나 소결체에서는 티탄 원소의 함유비율이 많을수록 체적 저항률이 낮아지게 되는 경향을 나타낸다. 이 때, 도 6에 나타내는 바와 같이 규소 원소를 더 첨가하는 경우에는 규소 원소의 첨가량을 증가시킬수록 체적 저항률의 레벨이 전체적으로 저하되는 것이 확인되었다. 즉, 규소 원소를 더 첨가함으로써, 소망하는 체적 저항률을 나타내는 알루미나 소결체를 얻을 때에, 티탄 원소의 첨가량을 삭감하는 것이 가능하게 되는 것이 확인되었다. 또한, 도 6에 나타내는 바와 같이 체적 저항률이 1×105∼1×1012Ω·㎝의 범위인 알루미나 소결체를 얻기 위해서는, 금속 원소를 산화물 환산하였을 때의 규소 원소의 함유비율로서 0.20중량%와 0.70중량% 중 어느 경우도 유용하다는 것이 확인되었다.
또, 도 7에 나타내는 바와 같이, 마그네슘 원소를 더 첨가하는 경우에는, 마그네슘 원소의 첨가량을 증가시킬수록 체적 저항률의 레벨이 전체적으로 상승하는 것이 확인되었다. 또한, 마그네슘 원소를 첨가함으로써, 티탄 원소의 함유비율에 대응하는 체적 저항률을 나타내는 그래프의 기울기가 더 작아지게 되는 것이 확인되었다. 따라서, 티탄 원소의 함유비율에 따라서 알루미나 소결체의 체적 저항률을 조절할 때에, 마그네슘 원소를 더 첨가함으로써 체적 저항률의 미세 조정이 더욱더 용이하게 된다고 생각된다. 또한, 도 7에 나타내는 바와 같이, 체적 저항률이 1×105∼1×1012Ω·㎝의 범위인 알루미나 소결체를 얻기 위해서는, 금속 원소를 산화물 환산하였을 때의 마그네슘 원소의 함유비율로서 0.20중량%와 0.70중량% 중 어느 경우도 유용하다는 것이 확인되었다.
E. 정전 척의 제조:
샘플 3과 같은 원소 조성의 알루미나 소결체를 이용하여 정전 척(도 1 참조)을 제작하였다. 구체적으로는 샘플 3과 같은 원소 조성이 되도록 상기한 세라믹 그린시트를 제작하였다. 얻어진 세라믹 그린시트를 소정의 크기로 절단하고, 메카니컬 펀치나 드릴 가공을 실시하여 비어 홀이나 단자 접속부 형성용의 관통구멍 등을 형성하였다. 또한, 비아 배선을 형성하기 위해서 상기 비어 홀에 텅스텐(W)이나 몰리브덴(Mo)을 주성분으로 하는 메탈라이즈를 충전하였다. 또, 전극이나 배선을 형성하기 위해서 세라믹 그린시트의 표면에 스크린 인쇄에 의해서 텅스텐이나 몰리브덴을 주성분으로 하는 메탈라이즈를 도포하였다. 이와 같이 가공한 세라믹 그린시트를 적층 압착하고, 얻어진 적층체의 표면에 엔드밀 가공에 의해서 홈을 형성하고, 또한 다른 적층체와 적층 압착하였다. 그 후, 소정의 형상으로 외형을 가공함으로써, 내부에 가스 터널이나 메탈라이즈 배선을 형성한 적층 전구체(前驅體)를 얻었다.
상기 적층 전구체를 탈지하고, 가습한 수소와 질소의 혼합 가스 중에서 1550℃에서 4시간 소성하여 알루미나 소결체를 얻었다. 이 알루미나 소결체를 소정의 형상으로 연마 가공하여 정전 척용 세라믹 기판을 얻었다. 얻어진 정전 척용 세라믹 기판을 알루미늄제의 기재(15)에 접착제로 접착하고, 금속제의 도전 단자를 납땜함으로써 정전 척을 얻었다. 이 정전 척을 평가장치에 설치하고, 진공 중에서 실리콘 웨이퍼를 얹어놓은 상태에서 정전 척의 전극에 전압을 인가한 바, 실리콘 웨이퍼가 정전 척에 흡착되어 정전 척으로서 기능하는 것이 확인되었다.
또, 제작한 정전 척의 체적 저항률을 측정하였다. 구체적으로는 제작한 정전 척에서 시험편을 잘라내어 3단자법에 의해서 체적 저항률을 측정하였다. 즉, 제작한 정전 척에서 직경 20㎜, 두께 1㎜의 원반 형상의 측정용 샘플을 잘라내어 가공하고, 각 측정용 샘플의 표면과 이면에 3단자 측정용 Pt 전극을 녹여 붙이고서 체적 저항률을 측정하였다. 또한, 측정용 샘플에 Pt 전극을 녹여 붙일 때의 가스 분위기는 알루미나 소결체를 얻기 위한 소성시의 분위기와 동일하게 하였다. 그 결과, 샘플 3과 마찬가지로 8×108Ω·㎝의 체적 저항률을 나타내고, JR형 정전 척으로서 적당한 체적 저항률을 나타내는 것이 확인되었다. 또한, 전극을 녹여 붙일 때의 분위기의 영향을 받지 않도록, 상기 전극을 녹여 붙이는 것 대신에, 금(Au)을 이용한 스퍼터법 등에 의해서 전극을 형성하여 측정용 샘플을 제작하여도 좋다.
F. 반도체 제조장치용의 정전기 제거기능을 가지는 부재의 제조:
샘플 26과 같은 원소 조성의 알루미나 소결체를 이용하여 반송용 암(도 2 참조)을 제작하였다. 구체적으로는 샘플 26과 같은 원소 조성이 되도록 상기한 세라믹 슬러리 제작하였다. 얻어진 세라믹 슬러리를 이용하여 스프레이 건조법에 의해서 조립분을 얻고, 이 조립분을 프레스법에 의해서 소정 형상으로 성형하였다. 얻어진 성형체를 탈지하고, 가습한 수소와 질소의 혼합 가스 중에서 1550℃에서 4시간 소성하여 알루미나 소결체를 얻었다. 이 알루미나 소결체를 반도체 제조장치용의 반송 암에 대응하는 형상이 되도록 연마 가공하였다.
얻어진 반송 암용 알루미나 소결체에서 시험편을 잘라내어 체적 저항률을 3단자법에 의해서 측정하였다. 즉, 제작한 반송 암용 알루미나 소결체에서 직경 20㎜, 두께 1㎜의 원반 형상의 측정용 샘플을 잘라내어 가공하고, 각 측정용 샘플의 표면과 이면에 3단자 측정용의 Pt 전극을 녹여 붙이고서 체적 저항률을 측정하였다. 또한, 측정용 샘플에 Pt 전극을 녹여 붙일 때의 가스 분위기는 소성시의 분위기와 동일하게 하였다. 그 결과, 샘플 26과 마찬가지로 2×107Ω·㎝의 체적 저항률을 나타내고, 반도체 제조장치용 정전기 제거기능을 가지는 부재로서 적당한 체적 저항률을 나타내는 것이 확인되었다. 또한, 전극을 녹여 붙일 때의 분위기의 영향을 받지 않도록, 상기 전극을 녹여 붙이는 것 대신에, 금(Au)을 이용한 스퍼터법 등에 의해서 전극을 형성하여 측정용 샘플을 제작하여도 좋다.
10 - 정전 척 12 - 유전층
13,14 - 내부 전극 15 - 기재(基材)
16 - 가스 터널 17 - 척면
19 - 전원 20 - 반송용 암

Claims (9)

  1. 알루미나(Al2O3)를 주성분으로 하고, 티탄 원소(Ti)를 함유하는 알루미나 소결체에 있어서,
    란탄 원소(La), 네오디뮴 원소(Nd) 및 세륨 원소(Ce)에서 선택되는 적어도 1종의 원소를 더 함유하고,
    알루미늄 원소(Al)의 함유량은 상기 알루미나 소결체가 함유하는 금속 원소를 산화물로 환산하였을 때의 전체 산화물 중의 산화알루미늄(Al2O3)의 비율이 93.00∼99.85중량%가 되는 양이고,
    티탄 원소(Ti)의 함유량은 상기 전체 산화물 중의 산화티탄(TiO2)의 비율이 0.10∼2.00중량%가 되는 양이고,
    란탄 원소(La), 네오디뮴 원소(Nd) 및 세륨 원소(Ce)의 함유량의 합계는 상기 전체 산화물에 대한 산화란탄(La2O3), 산화네오디뮴(Nd2O3) 및 산화세륨(CeO2)의 합계량의 비율이 0.05∼5.00중량%가 되는 양이고,
    상기 알루미나 소결체의 체적 저항률이 실온에서 1×105∼1×1012Ω·㎝인 것을 특징으로 하는 알루미나 소결체.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 알루미나 소결체에 함유되는 티탄 원소(Ti)에 대한 란탄 원소(La), 네오디뮴 원소(Nd) 및 세륨 원소(Ce)의 합계의 몰비가 0.03보다 크고 5.00 미만인 것을 특징으로 하는 알루미나 소결체.
  3. 청구항 1에 있어서,
    규소 원소(Si)와 마그네슘 원소(Mg) 중 적어도 일방을 더 함유하고,
    규소 원소(Si) 및 마그네슘 원소(Mg)의 함유량은 상기 전체 산화물 중의 산화규소(SiO2) 및 산화마그네슘(MgO)의 비율이 각각 1.00중량% 이하가 되는 양인 것을 특징으로 하는 알루미나 소결체.
  4. 청구항 2에 있어서,
    규소 원소(Si)와 마그네슘 원소(Mg) 중 적어도 일방을 더 함유하고,
    규소 원소(Si) 및 마그네슘 원소(Mg)의 함유량은 상기 전체 산화물 중의 산화규소(SiO2) 및 산화마그네슘(MgO)의 비율이 각각 1.00중량% 이하가 되는 양인 것을 특징으로 하는 알루미나 소결체.
  5. 알루미나(Al2O3)를 주성분으로 하고, 티탄 원소(Ti)를 함유하는 알루미나 소결체에 있어서,
    알루미늄 원소(Al) 및 티탄 원소(Ti) 이외에 함유하는 금속 원소가 란탄 원소(La), 네오디뮴 원소(Nd) 및 세륨 원소(Ce)에서 선택되는 적어도 1종의 원소와 마그네슘 원소(Mg), 칼슘 원소(Ca), 스트론튬 원소(Sr), 바륨 원소(Ba) 및 규소 원소(Si)에서 선택되는 적어도 1종의 원소이고,
    알루미늄 원소(Al)의 함유량은 상기 알루미나 소결체가 함유하는 금속 원소를 산화물로 환산하였을 때의 전체 산화물 중의 산화알루미늄(Al2O3)의 비율이 93.00∼99.85중량%가 되는 양이고,
    티탄 원소(Ti)의 함유량은 상기 전체 산화물 중의 산화티탄(TiO2)의 비율이 0.10∼2.00중량%가 되는 양이고,
    란탄 원소(La), 네오디뮴 원소(Nd) 및 세륨 원소(Ce)의 함유량의 합계는 상기 전체 산화물에 대한 산화란탄(La2O3), 산화네오디뮴(Nd2O3) 및 산화세륨(CeO2)의 합계량의 비율이 0.05∼5.00중량%가 되는 양이고,
    마그네슘 원소(Mg), 칼슘 원소(Ca), 스트론튬 원소(Sr), 바륨 원소(Ba) 및 규소 원소(Si)의 함유량은 상기 전체 산화물 중의 산화마그네슘(MgO), 산화칼슘(CaO), 산화스트론튬(SrO), 산화바륨(BaO) 및 산화규소(SiO2)의 비율이 각각 1.00중량% 이하가 되는 양이고,
    상기 알루미나 소결체의 체적 저항률이 실온에서 1×105∼1×1012Ω·㎝인 것을 특징으로 하는 알루미나 소결체.
  6. 정전 척으로서,
    실온에서의 체적 저항률이 1×108∼1×1012Ω·㎝인 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 알루미나 소결체를 구비하는 정전 척.
  7. 반도체 제조장치용의 정전기 제거기능을 가지는 부재로서,
    실온에서의 체적 저항률이 1×105∼1×1010Ω·㎝인 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 알루미나 소결체를 구비하는 반도체 제조장치용의 정전기 제거기능을 가지는 부재.
  8. 플라즈마 챔버를 구비하는 반도체 제조장치로서,
    청구항 6에 기재된 정전 척을 상기 플라즈마 챔버 내에 구비하는 반도체 제조장치.
  9. 플라즈마 챔버를 구비하는 반도체 제조장치로서,
    청구항 7에 기재된 정전기 제거기능을 가지는 부재를 상기 플라즈마 챔버 내에 구비하는 반도체 제조장치.
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