KR20240093736A - Height adjustment member, heat treatment device and electrostatic chuck device - Google Patents
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Abstract
본 개시에 관한 높이 조절 부재는 기부와, 기부의 상면에 위치하고, 피지지체에 대향하는 대향면을 갖는 지지부를 포함한다. 적어도 지지부는 탄화규소, 탄질화규소, 질화규소 또는 사이알론을 주성분으로 하는 세라믹스를 포함한다. 폐기공을 복수 갖고, 이웃하는 폐기공의 무게 중심간 거리의 평균치(A)로부터 폐기공의 원 상당 지름의 평균치(B)를 뺀 값(C)이 50㎛ 이상 170㎛ 이하이다.The height adjustment member according to the present disclosure includes a base and a support portion located on an upper surface of the base and having an opposing surface facing the supported body. At least the support portion includes ceramics mainly composed of silicon carbide, silicon carbonitride, silicon nitride, or sialon. It has a plurality of closed pores, and the value (C) obtained by subtracting the average value (B) of the equivalent circle diameter of the closed pores from the average value (A) of the distance between the centers of gravity of neighboring closed pores is 50 ㎛ or more and 170 ㎛ or less.
Description
본 발명은 높이 조절 부재, 열처리 장치 및 정전 척 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a height adjustment member, a heat treatment device, and an electrostatic chuck device.
종래, 반도체 웨이퍼, LCD 기판 등의 피처리체를 적재대에서 열처리하기 위한 열처리 장치가 사용되고 있다. 이러한 열처리 장치에는 예를 들면, 특허문헌 1에 기재된 바와 같이, 반도체 웨이퍼, LCD 기판 등의 피처리체를 지지하기 위한 높이 조절 부재(플런저 및 갭 핀)가 구비되어 있다.Conventionally, heat treatment equipment is used to heat treat objects such as semiconductor wafers and LCD substrates on a loading table. For example, as described in Patent Document 1, this heat treatment apparatus is equipped with height adjustment members (plungers and gap pins) for supporting objects to be processed such as semiconductor wafers and LCD substrates.
본 개시에 관한 높이 조절 부재는 기부와, 기부의 상면에 위치하고, 피지지체에 대향하는 대향면을 갖는 지지부를 포함한다. 적어도 지지부는 탄화규소, 탄질화규소 또는 사이알론을 주성분으로 하는 세라믹스를 포함한다. 폐기공을 복수 갖고, 이웃하는 폐기공의 무게 중심간 거리의 평균치(A)로부터 폐기공의 원 상당 지름의 평균치(B)를 뺀 값(C)이 50㎛ 이상 170㎛ 이하이다.The height adjustment member according to the present disclosure includes a base and a support portion located on an upper surface of the base and having an opposing surface facing the supported body. At least the support portion includes ceramics mainly composed of silicon carbide, silicon carbon nitride, or sialon. It has a plurality of closed pores, and the value (C) obtained by subtracting the average value (B) of the equivalent circle diameter of the closed pores from the average value (A) of the distance between the centers of gravity of neighboring closed pores is 50 ㎛ or more and 170 ㎛ or less.
본 개시에 관한 열처리 장치는 적재대와 상기의 높이 조절 부재를 구비한다. 피지지체가 적재대 상에 간극을 두고 적재되도록, 높이 조절 부재가 적재대에 설치되어 있다.The heat treatment apparatus according to the present disclosure includes a loading table and the height adjustment member described above. A height adjustment member is installed on the loading table so that the supported body is stacked with a gap on the loading table.
본 개시에 관한 정전 척 장치는 적재대와, 적재대의 주위에 위치하는 포커스 링을 구비한다. 포커스 링이 원주를 따라 설치된 고정부와, 고정부와 동심원 상에 설치되고, 상하 방향으로 변위 가능한 가동부를 구비한다. 고정부의 상면에 상기의 높이 조절 부재가 위치하고 있다.The electrostatic chuck device according to the present disclosure includes a loading table and a focus ring located around the loading table. The focus ring has a fixed part installed along the circumference, and a movable part installed concentrically with the fixed part and capable of being displaced in the up and down directions. The height adjustment member described above is located on the upper surface of the fixing part.
도 1은 본 개시의 일 실시형태에 관한 높이 조절 부재가 지지 플레이트에 부착된 상태를 나타내는 단면도의 일부이다.
도 2는 본 개시의 일 실시형태에 관한 높이 조절 부재를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시형태에 관한 높이 조절 부재를 나타내는 측면도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시형태에 관한 높이 조절 부재의 단면을 연마하여 얻어지는 연마면을 나타내는 현미경 사진이다.
도 5a는 도 4에 기재된 영역(X)을 확대한 현미경 사진이며, 이웃하는 폐기공의 무게 중심간 거리(x1, x2, x3)를 나타내고 있다.
도 5b는 도 4에 기재된 영역(X)을 확대한 현미경 사진이며, 이웃하는 폐기공의 원 상당 지름(d1, d2, d3)을 나타내고 있다.
도 6은 본 개시의 일 실시형태에 관한 높이 조절 부재의 단면을 연마, 에칭하여 얻어지는 면을 나타내는 현미경 사진이다.
도 7은 본 개시의 일 실시형태에 관한 열처리 장치를 나타내는 단면도이다.
도 8은 도 7에 기재된 영역(Y)을 확대한 단면도이다.
도 9는 본 개시의 일 실시형태에 관한 정전 척 장치의 적재대에 피지지체가 적재되어 있는 상태를 나타내는 사시도이다.
도 10은 본 개시의 일 실시형태에 관한 정전 척 장치의 적재대로부터 피지지체가 들어 올려져 있는 상태를 나타내는 사시도이다.1 is a portion of a cross-sectional view showing a state in which a height adjustment member according to an embodiment of the present disclosure is attached to a support plate.
Figure 2 is a perspective view showing a height adjustment member according to an embodiment of the present disclosure.
Figure 3 is a side view showing a height adjustment member according to an embodiment of the present disclosure.
Figure 4 is a micrograph showing a polished surface obtained by polishing the cross section of the height adjustment member according to one embodiment of the present disclosure.
Figure 5a is an enlarged micrograph of the area (X) shown in Figure 4, and shows the distances (x1, x2, x3) between the centers of gravity of neighboring closed pores.
FIG. 5B is an enlarged micrograph of the region
Figure 6 is a micrograph showing a surface obtained by polishing and etching the cross section of the height adjustment member according to one embodiment of the present disclosure.
Figure 7 is a cross-sectional view showing a heat treatment device according to an embodiment of the present disclosure.
FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of the area Y shown in FIG. 7.
Figure 9 is a perspective view showing a state in which a support object is loaded on a loading table of an electrostatic chuck device according to an embodiment of the present disclosure.
Figure 10 is a perspective view showing a state in which a supported body is lifted from a loading table of an electrostatic chuck device according to an embodiment of the present disclosure.
본 개시의 일 실시형태에 관한 높이 조절 부재를, 도 1∼3에 근거하여 상세하게 설명한다. 도 1은 본 개시의 일 실시형태에 관한 높이 조절 부재(1)가 지지 플레이트(4)에 부착된 상태를 나타내는 단면도의 일부이다. 도 2는 본 개시의 일 실시형태에 관한 높이 조절 부재(1)를 나타내는 사시도이다. 도 2에 나타내는 높이 조절 부재(1)는 기부(2)와 지지부(3)를 포함한다.A height adjustment member according to an embodiment of the present disclosure will be described in detail based on FIGS. 1 to 3. 1 is a portion of a cross-sectional view showing a state in which the height adjustment member 1 according to an embodiment of the present disclosure is attached to the support plate 4. Figure 2 is a perspective view showing the height adjustment member 1 according to one embodiment of the present disclosure. The height adjustment member 1 shown in FIG. 2 includes a base 2 and a support portion 3.
도 1에 나타낸 바와 같이, 높이 조절 부재(1)는 처리 공간 내에서 Si 기판, SiC 기판, GaN 기판 등의 피지지체(W)를 지지하기 위한 지지 플레이트(4)에 부착된 플런저(1a)나 갭 핀(1b)이다. 지지 플레이트(4)는 원판 형상이며, 그 내부에 피지지체(W)를 가열하는 히터를 구비하고 있다. 플런저(1a)는 기부(2a)와, 기부(2a)의 상면에 위치하고, 피지지체에 대향하는 대향면을 갖는 지지부(3a)를 포함하고 있다. 갭 핀(1b)은 기부(2b)와, 기부(2b)의 상면에 위치하고, 피지지체(W)에 대향하는 대향면을 갖는 지지부(3b)를 포함하고 있다.As shown in FIG. 1, the height adjustment member 1 is a plunger 1a attached to the support plate 4 for supporting a support W such as a Si substrate, SiC substrate, or GaN substrate within the processing space. This is the gap pin (1b). The support plate 4 has a disk shape and is provided with a heater therein that heats the supported body W. The plunger 1a includes a base 2a and a support portion 3a located on the upper surface of the base 2a and having an opposing surface facing the supported body. The gap pin 1b includes a base 2b and a support portion 3b located on the upper surface of the base 2b and having an opposing surface facing the supported body W.
플런저(1a)는 갭 핀(1b)의 정상면과 동일 높이 상에 있는 제 1 위치(P1)와, 제 1 위치(P1)보다 상방에 있는 제 2 위치(P2) 사이에서, 플런저(1a)의 하측에 설치된 스프링 등의 탄성부재(5)에 의해 상하 방향으로 이동할 수 있다. 플런저(1a)는 제 1 위치(P1), 제 2 위치(P2) 중 어디에서도 피지지체(W)를 지지할 수 있다. 갭 핀(1b)은 제 1 위치(P1)에서 피지지체(W)를 지지함으로써, 지지 플레이트(4)로부터 일정한 간격이 부여되어, 히터에 의해 피지지체(W)의 온도가 상승해도, 그 온도의 불균일을 충분히 억제할 수 있다. 갭 핀(1b)은 지지 플레이트(4)에 예를 들면, 접합에 의해 원주 방향을 따라 소정 간격으로 복수 고정되어 있다.The plunger 1a is positioned between a first position P1 on the same height as the top surface of the gap pin 1b and a second position P2 above the first position P1. It can be moved up and down by an elastic member 5 such as a spring installed on the lower side. The plunger 1a may support the supported body W at either the first position P1 or the second position P2. The gap pin 1b supports the supported body W at the first position P1, thereby providing a constant gap from the supporting plate 4, so that even if the temperature of the supported body W rises due to the heater, the temperature The unevenness can be sufficiently suppressed. A plurality of gap pins 1b are fixed to the support plate 4 at predetermined intervals along the circumferential direction, for example by bonding.
지지 플레이트(4)는 내부에 원주 형상의 홈(6)을 갖고, 이 홈(6)에 복수의 플런저(1a)가 서로 소정 간격으로 설치되어 있다. 플런저(1a)가 홈(6)으로부터 빠지지 않도록 하기 위해서, 기부(2a)를 위요하는 환상의 밀봉 부재(7)를 장착하는 단차부(8)가 홈(6)의 원주 방향을 따라 서로 소정 간격으로 설치되어 있다. 단차부(8)는 축 방향에 수직인 단면이 원 형상이며, 홈(6)의 폭보다 큰 직경을 갖고 있다.The support plate 4 has a cylindrical groove 6 therein, and a plurality of plungers 1a are installed in this groove 6 at predetermined intervals. In order to prevent the plunger 1a from falling out of the groove 6, the stepped portions 8 on which the annular sealing member 7 surrounding the base 2a is mounted are spaced at a predetermined distance from each other along the circumferential direction of the groove 6. It is installed as . The step portion 8 has a circular cross-section perpendicular to the axial direction and has a diameter larger than the width of the groove 6.
플런저(1a)는 축심을 따라 관통 구멍(1a1)을 구비하고, 홈(6)에 연통되어 있다. 관통 구멍(1a1) 및 홈(6)의 내부는 홈(6)에 연결된 유로(9)를 통해 진공 펌프 등의 배기 수단에 의해 배기되어, 피지지체(W)를 흡착, 고정할 수 있다.The plunger 1a has a through hole 1a 1 along its axis, and is in communication with the groove 6. The interior of the through hole 1a 1 and the groove 6 is exhausted by an exhaust means such as a vacuum pump through the flow path 9 connected to the groove 6, and the supported body W can be adsorbed and fixed.
이하, 특별히 문제가 없는 한, 기부(2a, 2b)를 기부(2), 지지부(3a, 3b)를 지지부(3)로 하여 설명한다. 기부(2)는 평판 형상을 갖는 부재이며, 도 2에 나타내는 기부(2)는 평면으로 보았을 경우에 원형상을 갖고 있다. 기부(2)는 후술하는 지지부(3)를 고정하기 위한 부재이며, 예를 들면, 세라믹스로 형성되어 있다. 세라믹스로서는 한정되지 않고, 예를 들면, 탄화규소, 탄질화규소, 질화규소 또는 사이알론을 주성분으로 하는 세라믹스를 들 수 있다.Hereinafter, unless there is a particular problem, the base 2a and 2b will be described as the base 2, and the support portions 3a and 3b will be described as the support portion 3. The base 2 is a member having a flat plate shape, and the base 2 shown in FIG. 2 has a circular shape when viewed in plan. The base 2 is a member for fixing the support portion 3, which will be described later, and is made of ceramics, for example. The ceramics are not limited, and examples include ceramics containing silicon carbide, silicon carbonitride, silicon nitride, or sialon as a main component.
본 명세서에 있어서 「주성분」이란, 세라믹스를 구성하고 있는 성분의 합계 100질량% 중, 80질량% 이상을 차지하는 성분을 의미한다. 세라믹스를 구성하고 있는 성분은 CuKα선을 사용한 X선 회절 장치(XRD)에 의해 동정할 수 있다. 각 성분의 함유량은 예를 들면 ICP(Inductively Coupled Plasma) 발광 분광 분석 장치 또는 형광 X선 분석 장치에 의해 구할 수 있다.In this specification, the “main component” means a component that accounts for 80% by mass or more of the total 100% by mass of the components constituting ceramics. The components that make up ceramics can be identified using an X-ray diffraction (XRD) device using CuKα rays. The content of each component can be determined by, for example, an ICP (Inductively Coupled Plasma) emission spectrometer or a fluorescence X-ray analyzer.
기부(2)의 크기는 예를 들면, 높이 조절 부재(1)를 구비하는 장치의 크기 등에 따라 적절히 설정된다. 평면으로 보아 기부(2a)가 원형상을 갖고 있을 경우, 기부(2a)의 직경은 예를 들면, 3.5mm 이상 6.5mm 이하이다. 기부(2a)의 높이는 예를 들면, 2mm 이상 4.4mm 이하이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 평면으로 보아 기부(2b)가 원형상을 갖고 있을 경우, 기부(2b)의 직경(도 3의 D1)은 예를 들면, 3.5mm 이상 6.5mm 이하이다. 기부(2b)의 높이(도 3의 H1)는 예를 들면, 0.5mm 이상 1.1mm 이하이다.The size of the base 2 is appropriately set depending on, for example, the size of the device including the height adjustment member 1. When the base 2a has a circular shape in plan view, the diameter of the base 2a is, for example, 3.5 mm or more and 6.5 mm or less. The height of the base 2a is, for example, 2 mm or more and 4.4 mm or less. As shown in Fig. 2, when the base 2b has a circular shape in plan view, the diameter (D1 in Fig. 3) of the base 2b is, for example, 3.5 mm or more and 6.5 mm or less. The height of the base 2b (H1 in FIG. 3) is, for example, 0.5 mm or more and 1.1 mm or less.
지지부(3)는 예를 들면, 통형상 혹은 기둥 형상을 갖는 부재이며, 도 1에 나타내는 지지부(3a)는 원통 형상, 지지부(3b)는 원기둥 형상을 갖고 있다. 지지부(3)는 피지지체(W)를 지지하기 위한 부재이며, 탄화규소, 탄질화규소, 질화규소 또는 사이알론을 주성분으로 하는 세라믹스(이하, 이들 성분을 주성분으로 하는 세라믹스를 편의적으로 비산화물 세라믹스라고 하는 경우가 있다.)로 형성되어 있다.The support portion 3 is, for example, a member having a cylindrical or column shape. The support portion 3a shown in FIG. 1 has a cylindrical shape, and the support portion 3b has a cylindrical shape. The support portion 3 is a member for supporting the supported body W, and is made of ceramics mainly composed of silicon carbide, silicon carbonitride, silicon nitride, or sialon (hereinafter, ceramics mainly composed of these components are referred to as non-oxide ceramics for convenience). There are cases.).
적어도 지지부(3)가 비산화물 세라믹스로 형성되어 있으면, 높이 조절 부재(1)가 가열 및 냉각을 반복하는 환경에서 사용되어도, 신축이 발생하기 어려워져 변형되기 어려워진다. 그 이유로서는, 비산화물 세라믹스는 평균 선 팽창률이 작기 때문이다. 비산화물 세라믹스의 40℃∼400℃에 있어서의 평균 선 팽창률은 예를 들면, 2∼4×10-6/K이며, 이 평균 선팽창률은 예를 들면, JIS R 1618:2002에 준거하여 구할 수 있다.If at least the support portion 3 is formed of non-oxide ceramics, even if the height adjustment member 1 is used in an environment where heating and cooling are repeated, expansion and contraction are unlikely to occur and deformation becomes difficult. The reason for this is that non-oxide ceramics have a small average coefficient of linear expansion. The average coefficient of linear expansion of non-oxide ceramics at 40°C to 400°C is, for example, 2 to 4 × 10 -6 /K, and this average coefficient of linear expansion can be obtained, for example, based on JIS R 1618:2002. there is.
지지부(3)는 상기 서술한 기부(2)와 주성분이 같은 세라믹스로 형성되어 있어도 되고, 주성분이 상이한 세라믹스로 형성되어 있어도 된다. 통상, 지지부(3)와 기부(2)는 주성분이 같은 세라믹스로 일체적으로 성형되어 있다.The support portion 3 may be formed of ceramics having the same main composition as the base 2 described above, or may be formed of ceramics having a different main composition. Usually, the support portion 3 and the base portion 2 are integrally molded from ceramics with the same main component.
지지부(3)의 크기는 예를 들면, 높이 조절 부재(1)를 구비하는 장치의 크기 등에 따라 적절히 설정된다. 평면으로 보아 지지부(3a)가 원형상을 갖고 있을 경우, 지지부(3a)의 직경은 예를 들면, 2mm 이상 3mm 이하이다. 지지부(3a)의 높이는 예를 들면, 4.8mm 이상 7.2mm 이하이다.The size of the support portion 3 is appropriately set depending on, for example, the size of the device including the height adjustment member 1. When the support portion 3a has a circular shape in plan view, the diameter of the support portion 3a is, for example, 2 mm or more and 3 mm or less. The height of the support portion 3a is, for example, 4.8 mm or more and 7.2 mm or less.
도 2에 나타낸 바와 같이, 원기둥 형상을 갖는 지지부(3b)의 경우, 지지부(3b)의 직경(도 3의 D2)은 예를 들면, 2mm 이상 3mm 이하이다. 지지부(3b)의 높이(도 3의 H2)는 예를 들면, 1.2mm 이상 1.8mm 이하이다.As shown in Fig. 2, in the case of the support portion 3b having a cylindrical shape, the diameter (D2 in Fig. 3) of the support portion 3b is, for example, 2 mm or more and 3 mm or less. The height of the support portion 3b (H2 in FIG. 3) is, for example, 1.2 mm or more and 1.8 mm or less.
일 실시형태에 관한 높이 조절 부재(1)는 도 4에 나타낸 바와 같이, 복수의 폐기공(41)을 갖는다. 도 4는 일 실시형태에 관한 높이 조절 부재(1)의 단면을 연마하여 얻어진 연마면을 나타내는 현미경 사진이다. 도 5a, 5b는 도 4의 영역(X)을 확대한 현미경 사진이며, 이웃하는 폐기공의 무게 중심간 거리(x1, x2, x3) 및 이웃하는 폐기공의 원 상당 지름(d1, d2, d3)을 각각 나타내고 있다. 높이 조절 부재(1)에 있어서, 이웃하는 폐기공(41a, 4lb, 41c, ···)의 무게 중심간 거리(x1, x2, x3, ···)의 평균치(A)로부터, 폐기공(41a, 4lb, 41c, ···)의 원 상당 지름(d1, d2, d3, ···)의 평균치(B)를 뺀 값(C)은 50㎛ 이상 170㎛ 이하이다.As shown in FIG. 4 , the height adjustment member 1 according to one embodiment has a plurality of closed pores 41 . Fig. 4 is a micrograph showing a polished surface obtained by polishing the cross section of the height adjustment member 1 according to one embodiment. Figures 5a and 5b are enlarged micrographs of the area (X) in Figure 4, showing the distance between the centers of gravity of neighboring closed pores (x1, ) are shown respectively. In the height adjustment member 1, from the average value A of the distances (x1, x2, x3, ...) between the centers of gravity of neighboring closed holes (41a, 4lb, 41c, ... The value (C) obtained by subtracting the average value (B) of the circle equivalent diameters (d1, d2, d3, ...) of 41a, 4lb, 41c, ... is 50 ㎛ or more and 170 ㎛ or less.
이 값(C)이 50㎛ 이상이면, 폐기공률이 감소하여 강성이 향상된다. 그 결과, 얻어지는 높이 조절 부재(1)가 휘기 어려워진다. 한편, 이 값(C)이 170㎛ 이하이면, 열전도가 이웃하는 폐기공(41)에 의해 방해되는 경향이 강해진다. 또한, 마이크로 크랙이 생겨도, 폐기공(41)에 의해 마이크로 크랙이 진전되기 어려워진다. 이것들로부터, 얻어지는 높이 조절 부재(1)의 내열충격성이 향상된다.If this value (C) is 50㎛ or more, the closed porosity decreases and the rigidity improves. As a result, the resulting height adjustment member 1 becomes difficult to bend. On the other hand, if this value (C) is 170 μm or less, the tendency for heat conduction to be hindered by the adjacent closed pores 41 becomes stronger. Furthermore, even if micro-cracks occur, the closed pores 41 make it difficult for the micro-cracks to develop. From these, the thermal shock resistance of the resulting height adjustment member 1 is improved.
폐기공(41)의 무게 중심간 거리는 예를 들면, 이하의 방법으로 구할 수 있다. 높이 조절 부재(1)의 단면을 연마하여 얻어지는 연마면을 50배의 배율로 관찰하고, 평균적인 범위를 선택하여, 예를 들면 면적이 1.768㎟(가로 방향의 길이가 1.36mm, 세로 방향의 길이가 1.3mm)가 되는 범위를 CCD 카메라로 촬영하여, 관찰상을 얻는다. 여기서, 연마면의 산술 평균 거칠기 Ra는 예를 들면, 0.2㎛ 이하로 하고, 이 산술 평균 거칠기 Ra는 JIS B 0601:2013에 준거하여 구하면 된다. 이 관찰상을 대상으로 하여, 예를 들면, 화상 해석 소프트「A조쿤(ver 2.52)」(등록상표, 아사히 가세이 엔지니어링(주)제)을 사용하여, 분산도 계측의 무게 중심간 거리법이라고 하는 방법으로 폐기공(41)의 무게 중심간 거리를 구하면 된다. 이하, 화상 해석 소프트「A조쿤」이라고 기재한 경우, 아사히 가세이 엔지니어링(주)제의 화상 해석 소프트를 나타낸다.The distance between the centers of gravity of the closed holes 41 can be obtained, for example, by the following method. Observe the polished surface obtained by grinding the cross section of the height adjustment member 1 at a magnification of 50 times, and select an average range, for example, the area is 1.768㎟ (the horizontal length is 1.36mm, the vertical length is 1.36mm). 1.3 mm) is photographed with a CCD camera to obtain an observation image. Here, the arithmetic average roughness Ra of the polished surface is, for example, 0.2 μm or less, and this arithmetic average roughness Ra can be obtained based on JIS B 0601:2013. For this observation image, for example, using the image analysis software "Azokun (ver 2.52)" (registered trademark, manufactured by Asahi Kasei Engineering Co., Ltd.), a method called the distance between the centers of gravity of dispersion measurement was used. In this way, the distance between the centers of gravity of the waste holes 41 can be obtained. Hereinafter, when the image analysis software "Azokun" is described, it refers to the image analysis software manufactured by Asahi Kasei Engineering Co., Ltd.
이 방법의 설정 조건으로서는, 예를 들면, 화상의 명암을 나타내는 지표인 임계값을 156, 명도를 암, 소도형 제거 면적을 20㎛2, 잡음 제거 필터를 없음으로 하면 된다. 관찰상의 밝기에 따라, 임계값은 조정하면 되고, 밝기를 암, 2치화의 방법을 수동으로 하고, 소도형 제거 면적을 20㎛2 및 잡음 제거 필터를 없음으로 한 후에, 관찰상에 나타나는 마커가 폐기공(41)의 형상과 일치하도록, 임계값을 조정하면 된다.As setting conditions for this method, for example, the threshold value, which is an indicator of the brightness of the image, is set to 156, the brightness is set to dark, the small pattern removal area is set to 20 ㎛ 2 , and the noise removal filter is set to none. Depending on the brightness of the observation, the threshold can be adjusted. After setting the brightness to dark and binarizing manually, setting the small particle removal area to 20㎛2 and the noise removal filter to none, the marker that appears on the observation is The threshold value can be adjusted to match the shape of the closed hole 41.
폐기공(41)의 원 상당 지름은 상기 관찰상을 대상으로 하여, 입자 해석이라고 하는 방법으로 구하면 된다. 이 방법의 설정 조건도 분산도 계측의 무게 중심간 거리법에서 사용한 설정 조건과 같게 하면 된다.The equivalent circle diameter of the closed pores 41 can be obtained by a method called particle analysis using the above-mentioned observation image as the object. The setting conditions for this method can be the same as those used in the distance between centers of gravity method for measuring dispersion.
폐기공(41)의 무게 중심간 거리의 첨도 Ku는 0.3 이상 4 이하여도 된다. 폐기공(41)의 무게 중심간 거리의 첨도 Ku가 0.3 이상일 경우, 폐기공(41)의 무게 중심간 거리의 불균일이 작아진다(즉, 폐기공(41)의 무게 중심간 거리의 분포가 좁아진다). 그 결과, 국부적으로 기계적 특성이 부족한 부분이 적어진다. 한편, 폐기공(41)의 무게 중심간 거리의 첨도 Ku가 4 이하일 경우, 서로 극단적으로 떨어진 폐기공(41)이 존재하지 않게 된다. 그 결과, 내열 충격성을 보다 향상시킬 수 있다.The kurtosis Ku of the distance between the centers of gravity of the closed holes 41 may be 0.3 or more and 4 or less. When the kurtosis Ku of the distance between the centers of gravity of the closed pores 41 is 0.3 or more, the unevenness of the distance between the centers of gravity of the closed pores 41 becomes small (that is, the distribution of the distance between the centers of gravity of the closed pores 41 is narrow loses). As a result, local areas lacking mechanical properties are reduced. On the other hand, when the kurtosis Ku of the distance between the centers of gravity of the closed pores 41 is 4 or less, the closed pores 41 that are extremely distant from each other do not exist. As a result, thermal shock resistance can be further improved.
여기서, 첨도 Ku란, 분포의 피크와 늘어짐이 정규 분포로부터 얼마만큼 상이한지를 나타내는 지표(통계량)이다. 첨도 Ku>0일 경우, 날카로운 피크와 길고 굵은 늘어짐을 갖는 분포가 된다. 첨도 Ku=0일 경우, 정규 분포가 된다. 첨도 Ku<0일 경우, 분포는 둥그스름한 피크와 짧고 가는 꼬리를 갖는 분포가 된다. 무게 중심간 거리의 첨도 Ku는 Excel(등록상표, Microsoft Corporation)에 구비되어 있는 함수 Kurt를 사용하여 구하면 된다.Here, kurtosis Ku is an indicator (statistical quantity) indicating how much the peak and sag of the distribution differ from the normal distribution. If kurtosis Ku>0, it becomes a distribution with a sharp peak and a long, thick sag. If kurtosis Ku=0, it becomes a normal distribution. If kurtosis Ku<0, the distribution is a distribution with a round peak and a short, thin tail. The kurtosis Ku of the distance between centers of gravity can be obtained using the function Kurt provided in Excel (registered trademark, Microsoft Corporation).
비산화물 세라믹스는 도 6에 나타낸 바와 같이, 조립상 결정 입자(42)를 갖고 있어도 된다. 본 명세서에 있어서 「조립상 결정 입자」란, 면적이 1000㎛2 이상인 결정 입자를 의미한다. 이 조립상 결정 입자(42)의 비율은 한정되지 않고, 예를 들면, 조립상 결정 입자(42)의 면적은 6면적% 이상 15면적% 이하여도 된다. 조립상 결정 입자(42)의 면적이 6면적% 이상인 경우, 열 충격에 의해 미세한 크랙이 생겨도, 조립상 결정 입자(42)에 의해 크랙을 진전시키기 어렵게 할 수 있다. 한편, 조립상 결정 입자(42)의 면적이 15면적% 이하인 경우, 기계적 특성(강도, 강성, 파괴 인성 등)을 향상시킬 수 있다.As shown in FIG. 6, the non-oxide ceramics may have coarse-grained crystal grains 42. In this specification, “granular crystal particles” means crystal particles with an area of 1000 ㎛ 2 or more. The ratio of the coarse-grained crystal particles 42 is not limited, and for example, the area of the coarse-grained crystal particles 42 may be 6 area% or more and 15 area% or less. When the area of the coarse-grained crystal grains 42 is 6 area% or more, even if a fine crack occurs due to thermal shock, the coarse-grained crystal grains 42 can make it difficult for the crack to propagate. On the other hand, when the area of the coarse-grained crystal particles 42 is 15 area% or less, mechanical properties (strength, rigidity, fracture toughness, etc.) can be improved.
조립상 결정 입자(42)는 입자 내 기공(44)을 포함하고 있어도 된다. 조립상 결정 입자(42)가 입자 내 기공(44)을 포함하고 있으면, 고온 환경 하에서 조립상 결정 입자(42)에 생기는 열 응력이 입자 내 기공(44)에 의해 완화되기 쉬워진다. 그 결과, 내열성이 향상된다. 입자 내 기공(44)의 원 상당 지름은 예를 들면 6㎛ 이하이다.The coarse-grained crystal particles 42 may include pores 44 within the particles. If the coarse-grained crystal particles 42 contain pores 44 within the particles, the thermal stress generated in the coarse-grained crystal particles 42 under a high-temperature environment is likely to be relaxed by the pores 44 within the particles. As a result, heat resistance is improved. The equivalent circular diameter of the pores 44 within the particle is, for example, 6 μm or less.
조립상 결정 입자(42)의 면적을 구할 경우, 다양한 크기의 결정 입자가 평균적으로 관찰되는 면을 선택한다. 예를 들면, 세라믹스를 수산화나트륨 및 질산칼륨이 1:1의 질량비로 이루어지는 가열 용융된 용액에 20초 침지함으로써, 세라믹스의 연마면을 에칭한다. 이 에칭된 면을 50배의 배율로 광학 현미경을 사용하여 넓게 관찰하고, 조립상 결정 입자(42)나 미립상 결정 입자(43)가 평균적으로 존재하는 면을 선택한다. 그 면의 면적은 예를 들면, 2.7×10-2㎛2(가로 방향의 길이가 0.19㎛, 세로 방향의 길이가 0.14㎛)로 하면 된다.When calculating the area of the coarse-grained crystal particles 42, a surface on which crystal particles of various sizes are observed on average is selected. For example, the polished surface of the ceramic is etched by immersing the ceramic in a heated molten solution containing sodium hydroxide and potassium nitrate in a mass ratio of 1:1 for 20 seconds. This etched surface is widely observed using an optical microscope at a magnification of 50 times, and the surface on which the coarse-grained crystal grains 42 and the fine-grained crystal grains 43 are present on average is selected. The area of the surface is, for example, 2.7×10 -2 ㎛ 2 (the horizontal length is 0.19 ㎛, the vertical length is 0.14 ㎛).
도 6에서 나타내는 미립상 결정 입자(43)의 원 상당 지름의 평균치(D)는 예를 들면, 8㎛ 이하이다. 결정 입경이 8㎛를 초과하고 면적이 170㎛2 미만인 결정 입자가 존재하고 있어도 된다.The average value D of the equivalent circle diameter of the fine grain crystal particles 43 shown in FIG. 6 is, for example, 8 μm or less. Crystal grains having a crystal grain diameter exceeding 8 μm and an area less than 170 μm 2 may be present.
지지부(3)의 대향면(3c)은 미립상 결정 입자 및 개기공을 갖는다. 대향면(3c)에 있어서의 미립상 결정 입자의 원 상당 지름의 평균치(D)는 개기공의 원 상당 지름의 평균치(E)보다 작아도 된다. 미립상 결정 입자의 원 상당 지름의 평균치(D)는 개기공의 원 상당 지름의 평균치(E)보다 작을 경우, 개기공의 윤곽으로부터 탈립하기 어려워진다. 그 결과, 피지지체(W)의 피지지면에 손상을 주기 어려워진다.The opposing surface 3c of the support portion 3 has fine crystal grains and open pores. The average value (D) of the equivalent circle diameters of the fine grain crystal particles on the opposing surface 3c may be smaller than the average value (E) of the equivalent circle diameters of the open pores. If the average value (D) of the equivalent circle diameter of the fine crystal particles is smaller than the average value (E) of the equivalent circle diameter of the open pores, it becomes difficult to separate from the outline of the open pores. As a result, it becomes difficult to damage the supported surface of the supported body W.
미립상 결정 입자의 원 상당 지름의 평균치(D)는 개기공의 원 상당 지름의 평균치(E)보다 작으면, 한정되지 않는다. 미립상 결정 입자의 원 상당 지름의 평균치(D)와 개기공의 원 상당 지름의 평균치(E)의 차는 예를 들면 5㎛ 이상이어도 되고, 상한은 29㎛여도 된다. 본 명세서에 있어서 「미립상 결정 입자」란, 원 상당 지름이 8㎛ 이하인 결정 입자를 의미한다.The average value (D) of the equivalent circle diameter of the fine grain crystal particles is not limited as long as it is smaller than the average value (E) of the equivalent circle diameter of the open pores. The difference between the average value (D) of the equivalent circle diameters of the fine grain crystal particles and the average value (E) of the equivalent circle diameters of the open pores may be, for example, 5 μm or more, and the upper limit may be 29 μm. In this specification, “fine-grain crystal particles” means crystal particles with an equivalent circle diameter of 8 μm or less.
미립상 결정 입자의 원 상당 지름의 평균치(D)는 예를 들면, 1㎛ 이상 6㎛ 이하이다. 개기공의 원 상당 지름의 평균치(E)는 예를 들면, 8㎛ 이상 30㎛ 이하이다. 미립상 결정 입자의 원 상당 지름은 예를 들면, 상술한 방법으로 면적이 2.7×10-2㎛2인 에칭된 면을 대상으로 하여, 화상 해석 소프트(예를 들면, 미타니 쇼지(주)제, Win ROOF)를 사용하여 해석함으로써 얻을 수 있다. 해석하는 데에 있어서, 원 상당 지름의 임계값은 0.21㎛로 하고, 0.21㎛ 미만의 입경은 원 상당 지름의 평균치(D) 산출의 대상으로는 하지 않는다.The average value (D) of the equivalent circle diameter of the fine grain crystal particles is, for example, 1 μm or more and 6 μm or less. The average value (E) of the equivalent circular diameter of the open pores is, for example, 8 μm or more and 30 μm or less. The equivalent circle diameter of the fine crystal grains can be measured, for example, by using an image analysis software (for example, manufactured by Mitani Shoji Co., Ltd.) on a surface etched with an area of 2.7 It can be obtained by analyzing using Win ROOF). In the analysis, the threshold value of the equivalent circle diameter is set to 0.21 ㎛, and particle diameters less than 0.21 ㎛ are not subject to calculation of the average value (D) of the equivalent circle diameter.
일 실시형태에 관한 높이 조절 부재(1)에 있어서, 다이아몬드 라이크 카본(DLC)막이 적어도 지지부(3)의 대향면(3c)에 위치하고 있어도 된다. DLC란, 다이아몬드와 흑연의 중간에 위치하는 소재이다. DLC막은 아르곤, 헬륨 및 수소 중 적어도 어느 하나를 더 포함하고 있어도 된다. 특히, 수소를 포함하고 있으면, 내열성 및 내식성이 향상된 DLC막으로 할 수 있다. DLC막은 라만 분광 분석 장치를 사용하여 동정하면 된다.In the height adjustment member 1 according to one embodiment, the diamond-like carbon (DLC) film may be positioned at least on the opposing surface 3c of the support portion 3. DLC is a material located between diamond and graphite. The DLC film may further contain at least one of argon, helium, and hydrogen. In particular, if hydrogen is included, a DLC film with improved heat resistance and corrosion resistance can be obtained. The DLC film can be identified using a Raman spectroscopic analysis device.
높이 조절 부재(1)가 플라즈마 처리 공간에서 사용될 경우, 플라즈마 처리 공간이 지지부(3)의 대향면(3c)측에 위치하면, 대향면(3c)의 열전도율이 높아지면, 지지부(3)의 주위에 설치된 부재는 대향면(3c)의 복사열에 의해 팽창하기 쉬워진다. 플라즈마 처리에 의해, 플라즈마 처리 공간에서 200℃∼400℃ 정도의 열이 생기는 경우가 있다. DLC막의 열전도율은 낮기 때문에(예를 들면, 20℃에 있어서의 열전도율은 1W/(m·K) 이하), 플라즈마 처리 공간에서 열이 발생해도, DLC막이 대향면(3c)에 위치하고 있으면, 대향면(3c)의 복사열이 작아지기 때문에, 지지부(3)의 주위에 설치된 부재를 팽창시키기 어렵게 할 수 있다.When the height adjustment member 1 is used in the plasma processing space, if the plasma processing space is located on the opposing surface 3c side of the support part 3, and the thermal conductivity of the opposing surface 3c increases, the surrounding area of the support part 3 The member installed tends to expand due to radiant heat from the opposing surface 3c. Due to plasma processing, heat of about 200°C to 400°C may be generated in the plasma processing space. Since the thermal conductivity of the DLC film is low (for example, the thermal conductivity at 20°C is 1 W/(m·K) or less), even if heat is generated in the plasma processing space, if the DLC film is located on the opposing surface 3c, the opposing surface Since the radiant heat of (3c) is reduced, it can be difficult to expand the member provided around the support portion (3).
도 2에 나타낸 바와 같이, 지지부(3)가 기둥 형상체를 가질 경우, 지지부(3)의 측면(3d)에도 DLC막이 위치하고 있어도 된다. 지지부(3)의 측면(3d)에도 DLC막이 위치하고 있으면, 상술한 효과와 같은 효과를 얻을 수 있다.As shown in Fig. 2, when the support portion 3 has a pillar-shaped body, the DLC film may also be located on the side surface 3d of the support portion 3. If the DLC film is also located on the side surface 3d of the support portion 3, the same effects as those described above can be obtained.
또한, 지지부(3)의 대향면(3c)에 위치하는 DLC막은 지지부(3)의 측면(3d)에 위치하는 DLC막보다 두꺼워도 된다. 이러한 구성이면, 대향면(3c)에 의한 차열 효과는 높아진다. 여기서, 지지부(3)가 원기둥 형상일 경우, 지지부(3)의 측면(3d)은 곡면이 된다. 지지부(3)가 각기둥 형상일 경우, 지지부(3)의 측면(3d)끼리가 교차하는 교선을 갖는다. 어느 경우에도, 지지부(3)의 측면(3d)의 DLC막은 대향면(3c)의 DLC막보다 내부 응력이 축적되기 쉬워진다. 지지부(3)의 측면(3d)의 DLC막이 대향면(3c)의 DLC막의 두께보다 작으면, 내부 응력의 축적의 증가가 억제되기 때문에, 장기간에 걸쳐 사용할 수 있다.Additionally, the DLC film located on the opposing surface 3c of the support portion 3 may be thicker than the DLC film located on the side surface 3d of the support portion 3. With this configuration, the heat-insulating effect of the opposing surface 3c increases. Here, when the support part 3 has a cylindrical shape, the side surface 3d of the support part 3 becomes a curved surface. When the support portion 3 has a prismatic shape, the side surfaces 3d of the support portion 3 have intersection lines that intersect each other. In either case, the DLC film on the side 3d of the support portion 3 is more likely to accumulate internal stress than the DLC film on the opposing surface 3c. If the DLC film on the side 3d of the support portion 3 is smaller than the thickness of the DLC film on the opposing surface 3c, an increase in the accumulation of internal stress is suppressed, so it can be used for a long period of time.
대향면(3c)의 DLC막의 두께는 예를 들면, 0.5㎛ 이상 3㎛ 이하이다. 대향면(3c)의 DLC막의 두께와 측면(3d)의 DLC막의 두께의 차는, 예를 들면 0.01㎛ 이상 0.8㎛ 이하여도 된다.The thickness of the DLC film on the opposing surface 3c is, for example, 0.5 μm or more and 3 μm or less. The difference between the thickness of the DLC film on the opposing surface 3c and the thickness of the DLC film on the side surface 3d may be, for example, 0.01 μm or more and 0.8 μm or less.
DLC막은 개기공을 복수 갖고 있어도 된다. DLC막이 개기공을 가질 경우, 이웃하는 개기공의 무게 중심간 거리의 평균치(F)로부터 개기공의 원 상당 지름의 평균치(G)를 뺀 값(H)이 상기 값(C)보다 커도 된다. 값(H)이 값(C)보다 클 경우, DLC막의 개기공은 띄엄띄엄 점재하고 있게 된다. 그 결과, 개기공의 내부에서 발생하는 파티클을 저감시킬 수 있다.The DLC membrane may have multiple open pores. When the DLC membrane has open pores, the value (H) obtained by subtracting the average value (G) of the equivalent circular diameters of the open pores from the average value (F) of the distance between centers of gravity of neighboring open pores may be greater than the above value (C). When the value (H) is greater than the value (C), the open pores of the DLC membrane are scattered sparsely. As a result, particles generated inside the open pores can be reduced.
도 2에 나타낸 바와 같이, 기부(2)가 환상의 플랜지부를 갖고 있어도 된다. 이러한 구성의 경우, 플랜지부(기부)(2)의 환상면(2c)에 DLC막이 위치하고 있어도 된다. 플랜지부(2)의 환상면(2c)에 DLC막이 위치하고 있으면, 환상면(2c)의 복사열이 작아진다. 그 결과, 플랜지부(기부)(2)의 주위에 설치된 부재의 팽창을 저감할 수 있다.As shown in Fig. 2, the base 2 may have an annular flange portion. In this configuration, the DLC film may be located on the annular surface 2c of the flange portion (base portion) 2. If the DLC film is located on the annular surface 2c of the flange portion 2, the radiant heat of the annular surface 2c becomes small. As a result, expansion of the member installed around the flange portion (base portion) 2 can be reduced.
플랜지부(2)는 측면(2d)에도 DLC막이 위치하고 있어도 된다. 플랜지부(2)의 측면(2d)에도 DLC막이 위치하고 있으면, 상술한 효과와 같은 효과를 얻을 수 있다.The flange portion 2 may also have a DLC film positioned on the side surface 2d. If the DLC film is also located on the side surface 2d of the flange portion 2, the same effects as those described above can be obtained.
또한, 플랜지부(2)의 환상면(2c)에 위치하는 DLC막이, 플랜지부(2)의 측면(2d)에 위치하는 DLC막보다 두꺼워도 된다. 이러한 구성이면, 환상면(2c)에 의한 차열 효과는 높아진다. 여기서, 플랜지부(2)가 원판 형상일 경우, 플랜지부(2)의 측면(2d)은 곡면이 된다. 플랜지부(2)가 각판 형상일 경우, 플랜지부(2)의 측면(2d)끼리 교차하는 교선을 갖는다. 어느 경우에도, 플랜지부(2)의 측면(2d)의 DLC막은 환상면(2c)의 DLC막보다 내부 응력이 축적되기 쉬워진다. 플랜지부(2)의 측면(2d)의 DLC막이 환상면(2c)의 DLC막의 두께보다 작으면, 내부 응력의 축적의 증가가 억제되기 때문에, 장기간에 걸쳐 사용할 수 있다.Additionally, the DLC film located on the annular surface 2c of the flange portion 2 may be thicker than the DLC film located on the side surface 2d of the flange portion 2. With this configuration, the heat-insulating effect of the annular surface 2c increases. Here, when the flange portion 2 has a disk shape, the side surface 2d of the flange portion 2 becomes a curved surface. When the flange portion 2 has a square plate shape, the side surfaces 2d of the flange portion 2 have intersection lines that intersect each other. In either case, internal stress is more likely to accumulate in the DLC film on the side surface 2d of the flange portion 2 than in the DLC film on the annular surface 2c. If the DLC film on the side surface 2d of the flange portion 2 is smaller than the thickness of the DLC film on the annular surface 2c, an increase in the accumulation of internal stress is suppressed, so it can be used for a long period of time.
환상면(2c)의 DLC막의 두께는 예를 들면, 0.5㎛ 이상 3㎛ 이하이다. 환상면(2c)의 DLC막의 두께와 측면(2d)의 DLC막의 두께의 차는, 예를 들면 0.01㎛ 이상 0.8㎛ 이하여도 된다.The thickness of the DLC film of the annular surface 2c is, for example, 0.5 μm or more and 3 μm or less. The difference between the thickness of the DLC film on the annular surface 2c and the thickness of the DLC film on the side surface 2d may be, for example, 0.01 μm or more and 0.8 μm or less.
일 실시형태에 관한 높이 조절 부재(1)를 제조하는 방법은 한정되지 않고, 예를 들면 다음과 같은 순서로 제조된다. 높이 조절 부재(1)를 형성하고 있는 세라믹스의 주성분이 탄화규소일 경우, 예를 들면, 평균 입경(D50)이 0.5㎛ 이상 2㎛ 이하인 α형 탄화규소의 분말, 소결 조제, 수지 비드로 이루어지는 소수성의 기공 형성제 및 이 기공 형성제를 분산시키는 기공 분산제를 준비한다. 그 다음에, 이들 원료를 배럴 밀, 회전 밀, 진동 밀, 비드 밀 또는 아트라이터 등으로 습식 혼합, 분쇄하여 슬러리로 한다. 탄화규소의 분말을 분산시키는 분산제를 첨가해도 된다.The method of manufacturing the height adjustment member 1 according to one embodiment is not limited, and is manufactured in the following order, for example. When the main component of the ceramics forming the height adjustment member 1 is silicon carbide, for example, α-type silicon carbide powder with an average particle diameter (D 50 ) of 0.5 ㎛ or more and 2 ㎛ or less, sintering aid, and resin beads. Prepare a hydrophobic pore-forming agent and a pore-dispersing agent that disperses the pore-forming agent. Next, these raw materials are wet mixed and pulverized using a barrel mill, rotary mill, vibrating mill, bead mill, or attritor to make a slurry. A dispersing agent that disperses the silicon carbide powder may be added.
소결 조제는 탄화붕소의 분말과 카본원으로서 페놀 수용액 혹은 리그닌술폰산염 및 리그닌카르복실산염의 분말을 조합하거나, 혹은 산화알루미늄의 분말과 산화이트륨 등의 희토류산화물의 분말을 조합해도 된다. 소결 조제가 전자의 조합으로 이루어질 경우에는, α형 탄화규소의 분말 100질량부에 대하여, 예를 들면, 탄화붕소의 분말은 0.2질량부 이상 0.6질량부 이하이고, 페놀 수용액 혹은 리그닌술폰산염 및 리그닌카르복실산염의 분말은 탄소 환산으로 0.5질량부 4.0질량부이다. 리그닌술폰산염 및 리그닌카르복실산염의 염은 리튬, 나트륨 및 암모늄 중 적어도 1종인 것이 바람직하다.The sintering aid may be a combination of boron carbide powder and a phenol aqueous solution or powder of lignin sulfonate and lignin carboxylate as a carbon source, or may be a combination of aluminum oxide powder and powder of rare earth oxides such as yttrium oxide. When the sintering aid is composed of the former combination, for example, 0.2 parts by mass or more of boron carbide powder and 0.6 parts by mass or less of boron carbide powder per 100 parts by mass of α-type silicon carbide powder, and an aqueous phenol solution or lignin sulfonate and lignin. The powder of carboxylate is 0.5 parts by mass to 4.0 parts by mass in terms of carbon. The salt of lignin sulfonate and lignin carboxylate is preferably at least one of lithium, sodium, and ammonium.
기공 형성제는 예를 들면, 실리콘 비드, 및 폴리아크릴 혹은 폴리스티렌 중 적어도 1종으로 이루어지는 현탁 중합된 가교성의 수지 비드이다. 지지부가 폐기공을 복수 갖고, 상기 값(C)이 50㎛ 이상 170㎛ 이하인 높이 조정 부재를 얻기 위해서는, 기공 형성제의 함유량을 α형 탄화규소의 분말 100질량부에 대하여, 1.2질량부 이상 1.76질량부 이하로 하고, 그 평균 입경(D50)을 36㎛ 이상 45㎛ 이하, 특히 40㎛ 이상 45㎛ 이하로 하면 된다. 특히, 기공 형성제의 함유량은 α형 탄화규소의 분말 100질량부에 대하여, 1.2질량부 이상 1.38질량부 이하인 것이 바람직하다.The pore former is, for example, a silicon bead and a suspension polymerized crosslinkable resin bead made of at least one of polyacrylic or polystyrene. In order to obtain a height adjustment member in which the support portion has a plurality of closed pores and the above value (C) is 50 μm or more and 170 μm or less, the content of the pore forming agent is 1.2 parts by mass or more and 1.76 parts by weight based on 100 parts by mass of α-type silicon carbide powder. It should be set to the mass part or less, and the average particle diameter (D 50 ) should be set to 36 µm or more and 45 µm or less, especially 40 µm or more and 45 µm or less. In particular, the content of the pore former is preferably 1.2 parts by mass or more and 1.38 parts by mass or less per 100 parts by mass of α-type silicon carbide powder.
기공 형성제의 입경의 범위는 예를 들면, 5㎛ 이상 125㎛ 이하이다. 예를 들면, 개기공의 무게 중심간 거리의 첨도 Ku가 0.3 이상 4 이하인 높이 조정 부재를 얻기 위해서는, 평균 입경(D50)이 42.5㎛ 이상 44.5㎛ 이하인 기공 형성제를 사용하면 된다.The particle size range of the pore forming agent is, for example, 5 μm or more and 125 μm or less. For example, in order to obtain a height adjustment member in which the kurtosis Ku of the distance between centers of gravity of open pores is 0.3 to 4, a pore forming agent having an average particle diameter (D 50 ) of 42.5 μm to 44.5 μm may be used.
기공 분산제는 기공 형성제를 분산시키기 위하여 사용된다. 기공 분산제로서는 예를 들면, 카르복실산염, 술폰산염, 황산에스테르염, 인산에스테르염 등의 음이온 계면활성제 등을 들 수 있다. 음이온 계면활성제가 기공 형성제에 흡착함으로써, 기공 형성제는 슬러리 중에 용이하게 습윤 및 침투한다. 또한, 음이온 계면활성제가 갖는 친수기의 전하 반발에 의해, 기공 형성제의 응집이 더욱 억제된다. 그 때문에, 기공 형성제가 슬러리 중에 응집하지 않고 충분히 분산될 수 있다. 음이온 계면활성제는 기공 형성제를 슬러리에 습윤 및 침투시키는 효과가 높다. 기공 분산제는 기공 형성제 100질량부에 대하여, 0.14질량부 이상 0.24질량부 이하 첨가하면 된다.Pore dispersants are used to disperse pore formers. Examples of pore dispersants include anionic surfactants such as carboxylates, sulfonates, sulfuric acid esters, and phosphoric acid esters. By adsorbing the anionic surfactant to the pore former, the pore former easily wets and penetrates into the slurry. Additionally, aggregation of the pore former is further suppressed by charge repulsion of the hydrophilic group of the anionic surfactant. Therefore, the pore former can be sufficiently dispersed in the slurry without agglomerating. Anionic surfactants are highly effective in wetting and penetrating the pore former into the slurry. The pore dispersant may be added in an amount of 0.14 parts by mass or more and 0.24 parts by mass or less per 100 parts by mass of the pore forming agent.
그 다음에, 이 슬러리에 바인더로서, 메틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스류나 그 변성품, 당류, 전분류, 덱스트린이나 이것들의 각종 변성품, 폴리비닐알코올 등의 수용성 각종 합성 수지나 아세트산비닐 등의 합성 수지 에멀전, 아라비안 고무, 카제인, 아르긴산염, 글리코만난, 글리세린, 소르비탄지방산에스테르 등을 첨가하여 혼합한 후, 분무 건조함으로써 과립을 얻는다. 얻어진 대부분의 과립에는 기공 형성제가 내포된 상태가 된다.Next, as a binder in this slurry, celluloses such as methylcellulose and carboxymethylcellulose and their modified products, sugars, starches, dextrins and various modified products thereof, various water-soluble synthetic resins such as polyvinyl alcohol, vinyl acetate, etc. After adding and mixing synthetic resin emulsion, Arabian gum, casein, arginate, glycomannan, glycerin, sorbitan fatty acid ester, etc., granules are obtained by spray drying. Most of the obtained granules contain a pore-forming agent.
분무 건조 전에 ASTM E 11-61에 기재되어 있는 입도 번호가 2000인 메쉬 또는 이 메쉬보다 미세한 메쉬의 체에 통과시킴으로써, 조대한 불순물이나 쓰레기를 제거한다. 또한 자력을 사용한 제철기로 제철하는 등의 방법으로, 철 및 그 화합물을 제거하는 것이 바람직하다.Before spray drying, coarse impurities and waste are removed by passing the sieve through a sieve with a particle size number of 2000 as described in ASTM E 11-61 or a mesh finer than this mesh. Additionally, it is preferable to remove iron and its compounds by methods such as iron making with a magnetic iron making machine.
과립을 성형틀에 충전하고, 1축 프레스 성형 장치 혹은 냉간 정수압 프레스 성형 장치를 사용하여, 성형압을 78MPa 이상 128MPa 이하로 하여 과립을 가압하여, 생밀도가 예를 들면, 1.8g/㎤ 이상 1.95g/㎤ 이하인 높이 조절 부재(1)의 기초가 되는 성형체를 얻는다. 높이 조절 부재(1)가 플런저(1a)인 경우, 절삭 가공에 의해, 관통 구멍의 아래 구멍을 형성해도 된다. 이 성형체를 질소 분위기 중, 온도 450∼650℃, 유지 시간 2∼10시간 동안 탈지하여, 탈지체로 한다. 탈지체를 진공 분위기 또는 아르곤 가스 등의 불활성 가스의 감압 분위기 중, 온도를 1800℃ 이상 2200℃ 이하로 하여, 3시간 이상 5시간 이하로 유지함으로써 주성분이 탄화규소인 세라믹스로 이루어지는 높이 조절 부재(1)가 얻어진다.The granules are filled into a mold, and the granules are pressed using a uniaxial press molding machine or a cold isostatic press molding machine at a molding pressure of 78 MPa or more and 128 MPa or less, so that the raw density is, for example, 1.8 g/cm3 or more and 1.95. A molded body that becomes the basis of the height adjustment member 1 of g/cm3 or less is obtained. When the height adjustment member 1 is a plunger 1a, a hole below the through hole may be formed by cutting. This molded body is degreased in a nitrogen atmosphere at a temperature of 450 to 650°C and a holding time of 2 to 10 hours to obtain a degreased body. The degreasing body is maintained in a vacuum atmosphere or a reduced pressure atmosphere of an inert gas such as argon gas at a temperature of 1800°C or more and 2200°C or less for 3 hours or more and 5 hours or less, thereby forming a height adjustment member (1) made of ceramics whose main component is silicon carbide. ) is obtained.
이 높이 조절 부재(1)를 고압의 질소 분위기 중에서 1800℃ 이상 2100℃ 이하의 온도에서 열처리하면, 주성분이 탄질화규소인 세라믹스로 이루어지는 높이 조절 부재(1)를 얻을 수 있다. 여기서, 질소의 압력은 예를 들면, 150MPa 이상 200MPa 이하이다.By heat-treating this height adjustment member 1 in a high-pressure nitrogen atmosphere at a temperature of 1800°C or more and 2100°C or less, the height adjustment member 1 made of ceramics whose main component is silicon carbonitride can be obtained. Here, the nitrogen pressure is, for example, 150 MPa or more and 200 MPa or less.
열처리 전의 높이 조절 부재(1)의 질량에 대하여, 열처리 후의 높이 조절 부재(1)의 질량은 6질량% 이상 10질량% 이하 증가하도록 열처리하는 것이 바람직하다. 질화규소의 생성이 증가하여, 열전도율이 저하하기 때문이다. 높이 조절 부재(1)를 형성하고 있는 세라믹스의 주성분이 질화규소일 경우, 우선, β화율이 40% 이하인 질화규소의 분말, 소결 조제로서 산화칼슘, 산화알루미늄 및 희토류 원소의 산화물의 각 분말, 수지 비드로 이루어지는 소수성의 기공 형성제 및 이 기공 형성제를 분산시키는 기공 분산제를, 배럴 밀, 회전 밀, 진동 밀, 비드 밀 또는 아트라이터 등을 사용하여 습식 혼합 및 분쇄하여 슬러리로 한다.It is preferable to heat treat so that the mass of the height adjustment member 1 after heat treatment increases by 6 mass% or more and 10 mass% or less with respect to the mass of the height adjustment member 1 before heat treatment. This is because the production of silicon nitride increases and the thermal conductivity decreases. When the main component of the ceramic forming the height adjustment member 1 is silicon nitride, first, powder of silicon nitride with a β-oxidation ratio of 40% or less, powder of calcium oxide, aluminum oxide, and oxide of rare earth elements as a sintering aid, and resin beads. The hydrophobic pore former and the pore dispersant for dispersing the pore former are wet mixed and pulverized using a barrel mill, rotary mill, vibrating mill, bead mill, or attritor to obtain a slurry.
사이알론을 주성분으로 하는 세라믹스를 얻기 위해서는, 상기 질화규소의 분말을 β화율이 40% 이하이고, 조성식이 Si6-ZAlZOZN8-Z(z=0.1∼1)로 나타내어지고, 고용량 z가 0.05 이상 0.5 이하인 사이알론의 분말을 사용하면 된다.In order to obtain ceramics containing sialon as a main component, the silicon nitride powder has a beta conversion ratio of 40% or less, has a composition formula of Si 6-Z Al Z O Z N 8-Z (z = 0.1 to 1), and has a high capacity. Sialon powder with a z of 0.05 or more and 0.5 or less can be used.
여기서, 산화칼슘, 산화알루미늄 및 희토류 원소의 산화물의 각 분말의 합계는, 질화규소의 분말과 이들 소결 조제의 분말의 합계의 총합을 100질량%로 했을 경우, 3질량% 이상 19.2질량% 이하가 되도록 하면 된다. 소결 조제의 합계 100질량%에 있어서의 산화칼슘 및 산화알루미늄의 함유량은 각각 0.3질량% 이상 1.5질량% 이하, 14.2질량% 이상 48.8질량% 이하이고, 잔부가 희토류 원소의 산화물로 하면 된다. 질화규소의 분말과 이들 소결 조제의 분말의 합계 100질량부에 대하여, 산화 제2철의 분말을 Fe 환산으로 0.02질량부 이상 3질량부 이하 첨가해도 된다. 산화 제2철의 분말은 후술하는 소성으로 주상인 질화규소와 반응하여, 산소를 탈리하고, 철의 규화물을 생성한다.Here, the total of each powder of calcium oxide, aluminum oxide, and oxide of rare earth elements is set to 3% by mass and 19.2% by mass, when the total of the powder of silicon nitride and the powder of these sintering aids is 100% by mass. Just do it. The content of calcium oxide and aluminum oxide in a total of 100% by mass of the sintering aid is 0.3% by mass to 1.5% by mass, 14.2% by mass to 48.8% by mass, respectively, and the balance may be oxides of rare earth elements. With respect to a total of 100 parts by mass of the silicon nitride powder and the powder of these sintering aids, 0.02 to 3 parts by mass of ferric oxide powder may be added in terms of Fe. The powder of ferric oxide reacts with silicon nitride, the main phase, by firing to be described later, desorbs oxygen, and generates iron silicide.
그런데, 질화규소에는 그 결정 구조의 차이에 의해, α형 및 β형이라고 하는 2종류의 질화규소가 존재한다. α 형은 저온에서, β형은 고온에서 안정적이며, 1400℃ 이상에서 α형에서 β형으로의 상 전이가 불가역적으로 일어난다. 여기서, β화율이란, X선 회절법으로 얻어진 α(102) 회절선과 α(210) 회절선의 각 피크 강도의 합을 Iα, β(101) 회절선과 β(210) 회절선의 각 피크 강도의 합을 Iβ라고 했을 때에, 다음 식에 의해 산출되는 값이다.However, there are two types of silicon nitride, called α-type and β-type, due to differences in their crystal structures. The α-type is stable at low temperatures and the β-type is stable at high temperatures, and the phase transition from the α-type to the β-type occurs irreversibly above 1400°C. Here, the β ratio is the sum of the peak intensities of the α (102) diffraction line and the α (210) diffraction line obtained by the X-ray diffraction method. When Iβ is used, it is a value calculated by the following equation.
β화율={Iβ/(Iα+Iβ)}×100(%)β rate = {Iβ/(Iα+Iβ)}×100(%)
질화규소의 분말의 β화율은 질화규소를 주성분으로 하는 세라믹스의 기계적 강도 및 파괴 인성(이하 기계적 강도 및 파괴 인성을 기계적 특성이라고 한다.)에 영향을 준다. β화율이 40% 이하인 질화규소의 분말을 사용하는 것은 기계적 특성을 높게 할 수 있기 때문이다. β화율이 40%를 초과하는 질화규소의 분말은 소성 공정에서 입성장의 핵이 되어, 조대하고, 게다가 애스펙트비가 작은 결정이 되기 쉬워, 기계적 특성을 저하시킬 우려가 있다. 그 때문에, 특히 β화율이 10% 이하인 질화규소의 분말을 사용하는 것이 바람직하다.The β-formation rate of silicon nitride powder affects the mechanical strength and fracture toughness (hereinafter, mechanical strength and fracture toughness are referred to as mechanical properties) of ceramics containing silicon nitride as a main component. This is because using silicon nitride powder with a β-oxidation ratio of 40% or less can improve mechanical properties. Silicon nitride powder with a β-oxidation ratio exceeding 40% becomes the nucleus of grain growth during the firing process and tends to form coarse crystals with a small aspect ratio, which may deteriorate mechanical properties. Therefore, it is particularly preferable to use silicon nitride powder with a betaization rate of 10% or less.
사이알론의 분말의 β화율도 상기 서술한 내용과 같다. β화율이 10% 이하인 사이알론의 분말을 사용하면, 고용량 z를 0.1 이상으로 할 수 있다. 질화규소나 사이알론의 분말의 분쇄는 입도 분포 곡선의 누적 체적의 총합을 100%로 했을 때의 누적 체적이 90%가 되는 입경(D90)이 3㎛ 이하가 될 때까지 분쇄하면, 소결성의 향상 및 결정 조직의 침상화의 점에서 바람직하다. 분쇄에 의해 얻어지는 입도 분포는 미디어의 외경, 미디어의 양, 슬러리의 점도, 분쇄 시간 등으로 조정할 수 있다.The beta conversion rate of Sialon powder is also the same as described above. If sialon powder with a betaization rate of 10% or less is used, high capacity z can be set to 0.1 or more. When pulverizing silicon nitride or sialon powder until the cumulative volume of the particle size distribution curve is 90% when the total cumulative volume is set to 100%, and the particle size (D 90 ) is 3 μm or less, sinterability is improved. and in terms of needle-like crystal structure. The particle size distribution obtained by grinding can be adjusted by the outer diameter of the media, the amount of media, the viscosity of the slurry, the grinding time, etc.
지지부(3)가 폐기공을 복수 갖고, 상기 값(C)이 50㎛ 이상 170㎛ 이하인 높이 조정 부재를 얻기 위해서는 상술한 기공 형성제의 함유량을, 질화규소 혹은 사이알론의 분말 100질량부에 대하여, 1.2질량부 이상 1.38질량부 이하로 하고, 그 평균 입경(D50)을 36㎛ 이상 45㎛ 이하, 특히 40㎛ 이상 45㎛ 이하로 하면 된다.In order to obtain a height adjustment member in which the support portion 3 has a plurality of closed pores and the value (C) is 50 μm or more and 170 μm or less, the content of the pore forming agent described above is set to 100 parts by mass of silicon nitride or sialon powder, It should be 1.2 parts by mass or more and 1.38 parts by mass or less, and the average particle diameter (D 50 ) should be 36 ㎛ or more and 45 ㎛ or less, especially 40 ㎛ or more and 45 ㎛ or less.
슬러리의 점도를 낮추기 위해서는, 분산제를 첨가하는 것이 바람직하다. 분말을 단시간에 분쇄하기 위해서는, 미리 누적 체적 50%가 되는 입경(D50)이 1㎛ 이하인 분말을 사용하는 것이 바람직하다. 파라핀 왁스나 폴리비닐알코올(PVA), 폴리에틸렌글리콜(PEG) 등의 바인더를 분말의 합계 100질량부에 대하여 1질량부 이상 10질량부 이하로 슬러리에 혼합하면, 성형성이 향상된다. 얻어진 슬러리를 ASTM E 11-61에 기재되어 있는 입도 번호가 200인 메쉬보다 미세한 메쉬를 통과시킨 후에 분무 건조하여 과립을 얻는다. 과립을 성형틀에 충전하고, 상기 서술한 방법과 같은 방법으로 성형, 탈지하여 탈지체를 얻는다.In order to lower the viscosity of the slurry, it is preferable to add a dispersant. In order to pulverize powder in a short time, it is preferable to use powder with a particle size (D 50 ) of 1 μm or less that accounts for 50% of the cumulative volume in advance. If a binder such as paraffin wax, polyvinyl alcohol (PVA), or polyethylene glycol (PEG) is mixed into the slurry in an amount of 1 to 10 parts by mass based on a total of 100 parts by mass of the powder, moldability is improved. The obtained slurry is passed through a mesh finer than the mesh size number 200 described in ASTM E 11-61 and then spray dried to obtain granules. The granules are filled into a mold, and molded and degreased in the same manner as described above to obtain a degreased body.
그 다음에, 흑연 저항 발열체가 설치된 소성로 내에 탈지체를 배치하고, 소성한다. 소성로 내에는 탈지체의 함유 성분의 휘발을 억제하기 위하여 산화칼슘, 산화알루미늄 및 희토류 원소의 산화물 등의 성분을 포함한 공재를 배치해도 된다. 온도에 대해서는, 실온으로부터 300℃부터 1000℃까지는 진공 분위기 중에서 승온하고, 그 후, 질소 가스를 도입하여, 질소 분압을 50kPa 이상 300kPa 이하로 유지한다. 그 후, 승온하여 약 1400℃ 이상의 온도역에서 β-사이알론을 석출시키고, 온도를 1700℃ 이상 1800℃ 미만으로 하여, 3시간 이상 5시간 이하로 유지함으로써 주성분이 질화규소 또는 사이알론인 세라믹스로 이루어지는 높이 조정 부재(1)가 얻어진다.Next, the degreased body is placed in a firing furnace equipped with a graphite resistance heating element and fired. In order to suppress volatilization of components contained in the degreased body, a co-material containing components such as calcium oxide, aluminum oxide, and oxides of rare earth elements may be placed in the kiln. Regarding the temperature, the temperature is raised from room temperature to 300°C to 1000°C in a vacuum atmosphere, and then nitrogen gas is introduced to maintain the nitrogen partial pressure at 50 kPa or more and 300 kPa or less. Thereafter, the temperature is raised to precipitate β-sialon in a temperature range of about 1400°C or higher, the temperature is set to 1700°C or higher and lower than 1800°C, and maintained for 3 hours or more and 5 hours or less to produce ceramics whose main component is silicon nitride or sialon. The height adjustment member 1 is obtained.
성형체의 배치 방법으로서, 성형체를 질화규소 또는 탄화규소를 주성분으로 하는 분말 중에 매설하는 방법을 사용하면, 전기로로 대기 중에서 소성할 수 있다. 이러한 방법을 사용하면, 성형체를 질화규소 또는 탄화규소를 주성분으로 하는 분말 중에 매설한 것에 의해 대기 중에 포함되는 산소는 차단되어, 실질적으로 소성 분위기는 질소 분위기가 된다.As a method of placing the molded body, if the molded body is buried in a powder containing silicon nitride or silicon carbide as a main component, it can be fired in the air in an electric furnace. When this method is used, oxygen contained in the atmosphere is blocked by embedding the molded body in a powder containing silicon nitride or silicon carbide as a main component, and the firing atmosphere is substantially a nitrogen atmosphere.
상기 서술한 제조 방법에서는, 질화규소의 분말을 사용했지만, 질화규소의 분말을 규소의 분말 및 질화규소의 분말이 혼합된 분말(이하, 혼합 분말이라고 기재하는 경우가 있다)로 치환하고, 반응 소결을 이용한 방법이어도 된다. 여기서, 혼합 분말은, 질량비로 질화규소의 분말의 1배 이상 10배 이하, 특히 4배 이상 5.8배 이하가 되는 비율로 규소의 분말을 혼합하는 것이 바람직하다. 이 혼합 분말을 사용할 경우, 소성 전에 규소를 질화하는 공정이 필요하다. 이 공정은 질소 분위기 중, 온도를 1100℃ 이상 1200℃ 이하, 유지 시간을 6시간 이상 8시간 이하로 하여, 규소를 질화하는 공정이다.In the above-described manufacturing method, silicon nitride powder was used, but the silicon nitride powder was replaced with a powder containing a mixture of silicon powder and silicon nitride powder (hereinafter sometimes referred to as mixed powder), and reaction sintering was used. You can continue. Here, the mixed powder is preferably mixed at a mass ratio of 1 to 10 times that of the silicon nitride powder, especially 4 to 5.8 times. When using this mixed powder, a process of nitriding silicon is required before firing. This process is a process of nitriding silicon in a nitrogen atmosphere, at a temperature of 1100°C or more and 1200°C or less, and a holding time of 6 hours or more and 8 hours or less.
사이알론의 분말을 사용하는 경우에도, 규소의 분말 및 사이알론의 분말이 혼합된 분말로 치환하여, 상기 서술한 방법을 사용하면 된다.Even when using sialon powder, the above-described method may be used by substituting a mixed powder of silicon powder and sialon powder.
필요에 따라, 얻어진 높이 조절 부재(1)에 있어서, 지지부(3)의 대향면(3c)을 연마 가공에 제공해도 된다. 연마는 예를 들면, 브러시 연마, 버프 연마, 자성 유체 연마 등에 의해 행해진다.If necessary, in the obtained height adjustment member 1, the opposing surface 3c of the support portion 3 may be subjected to polishing. Polishing is performed, for example, by brush polishing, buff polishing, magnetic fluid polishing, etc.
대향면(3c)을 브러시 연마할 경우, 높이 조절 부재(1)를 고정한 상태로, 10mm 정도의 길이의 브러시를 다발로 한 롤을 50rpm 이상 200rpm 이하 정도로 회전시키면서, 30분 이상 60분 이하 연마한다. 연마제는 다이아몬드 분말을 유지류에 첨가하여 얻어지는 페이스트를 사용하고, 이 페이스트를 미리 브러시에 도포해 둔다. 다이아몬드 분말의 평균 입경은 예를 들면, 0.5㎛ 이상 6㎛ 이하이다.When brush-polishing the opposing surface (3c), with the height adjustment member (1) fixed, a roll containing a bundle of brushes about 10 mm long is rotated at 50 rpm to 200 rpm, and polished for 30 to 60 minutes. . The abrasive uses a paste obtained by adding diamond powder to fats and oils, and this paste is applied to the brush in advance. The average particle size of diamond powder is, for example, 0.5 μm or more and 6 μm or less.
이렇게 하여 얻어진 높이 조절 부재에 DLC막을 형성할 경우, 예를 들면, 플라즈마 이온 주입 성막법을 사용하면 된다. 플라즈마 이온 주입 성막법은 펄스 생성용의 고주파 펄스와 이온 주입용의 부의 고전압 펄스를 중첩시켜, 지지부의 주위에 플라즈마를 생성시킴과 아울러, 플라즈마 중의 이온종을 고전압 펄스에 의해 지지부로 끌어들이는 방식이다.When forming a DLC film on the height adjustment member obtained in this way, for example, a plasma ion implantation film forming method may be used. The plasma ion implantation film forming method overlaps a high-frequency pulse for pulse generation and a negative high-voltage pulse for ion implantation to generate plasma around the support, and also draws ion species in the plasma into the support by the high-voltage pulse. am.
구체적으로는, 우선, 저압 탄화수소 가스 분위기 중에 배치된 성막 전의 높이 조절 부재에, 13.56MHz의 펄스 고주파 방전 전압을 인가함으로써, 탄화수소 가스 플라즈마 중의 이온종을 발생시킨다. 그 후, 애프터 글로우 플라즈마 중에 있어서 높이 조절 부재에 부의 고전압 펄스 방전 전압을 인가하여, 높이 조절 부재에 이온의 충격을 가함으로써, DLC막으로 이루어지는 지지면, 지지부의 측면, 기부의 환상면, 기부의 측면 등을 얻을 수 있다.Specifically, first, ion species in the hydrocarbon gas plasma are generated by applying a pulsed high-frequency discharge voltage of 13.56 MHz to the height adjustment member before film formation placed in a low-pressure hydrocarbon gas atmosphere. Thereafter, a negative high-voltage pulse discharge voltage is applied to the height adjustment member during the afterglow plasma and an ion impact is applied to the height adjustment member, thereby forming the support surface made of the DLC film, the side surface of the support part, the annular surface of the base, and the base surface. You can get sides, etc.
탄화수소 가스 플라즈마 중의 이온종을 발생시키기 전에, 아르곤, 헬륨, 수소 등의 이온을 사용하여, 플라즈마 클리닝 처리를 행하는 것이 바람직하다. 이 플라즈마 클리닝 처리에 의해, 지지부나 기부에 부착되어 있는 불순물 등을 제거할 수 있기 때문에, 지지부나 기부에 대하여 보다 밀착성이 높은 DLC막을 얻을 수 있다.Before generating ionic species in the hydrocarbon gas plasma, it is preferable to perform plasma cleaning using ions such as argon, helium, and hydrogen. By this plasma cleaning treatment, impurities, etc. adhering to the support portion or base can be removed, so that a DLC film with higher adhesion to the support portion or base can be obtained.
일 실시형태에 관한 높이 조절 부재(1)는 다양한 산업용 장치의 일 부재로서 채용된다. 이러한 산업용 장치로서는 예를 들면, 열처리 장치, 정전 척 장치, 반도체 기판의 검사 장치, 현상 장치 등을 들 수 있다.The height adjustment member 1 according to one embodiment is employed as a member of various industrial devices. Examples of such industrial equipment include heat treatment equipment, electrostatic chuck equipment, semiconductor substrate inspection equipment, and developing equipment.
열처리 장치는 예를 들면, 적재대와 일 실시형태에 관한 높이 조절 부재(1)를 구비한다. 피지지체가 적재대 상에 간극을 설치하여 적재되도록, 일 실시형태에 관한 높이 조절 부재(1)는 적재대에 설치되어 있다. 열처리 장치에 대해, 도 7 및 도 8에 기초하여 보다 구체적으로 설명한다. 도 7은 본 개시의 일 실시형태에 관한 열처리 장치를 나타내는 단면도이며, 도 8은 도 7의 영역(Y)을 확대한 단면도이다.The heat treatment apparatus includes, for example, a loading table and a height adjustment member 1 according to one embodiment. The height adjustment member 1 according to one embodiment is installed on the loading table so that the supported body can be loaded with a gap provided on the loading table. The heat treatment device will be described in more detail based on FIGS. 7 and 8. FIG. 7 is a cross-sectional view showing a heat treatment apparatus according to an embodiment of the present disclosure, and FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of the area Y of FIG. 7 .
열처리 장치(10)는 웨이퍼(W)를 가열 처리하는 처리실(11)을 갖는다. 처리실(11)은 웨이퍼(W)를 적재하는 적재대(12)와, 적재대(12) 상에서 웨이퍼(W)를 승강시키는 리프트 핀(13)과, 외기를 차단하는 셔터(14)를 갖고 있다.The heat treatment apparatus 10 has a processing chamber 11 for heat processing the wafer W. The processing chamber 11 has a loading table 12 for loading the wafer W, a lift pin 13 for lifting the wafer W on the loading table 12, and a shutter 14 for blocking external air. .
셔터(14)는 실린더(15)의 작동에 의해 상승 또는 하강한다. 셔터(14)가 상승하면, 셔터(14)는 커버(16)의 하부에 부착된 스토퍼(17)에 접촉하여, 처리실(11)은 닫힌 공간이 된다. 스토퍼(17)에는 급기구가 형성되어 있고, 이 급기구로부터 처리실(11) 내에 유입된 공기는 처리실(11)의 상부 중앙에 형성된 배기구(18)로부터 배출된다. 급기구로부터 유입된 공기는 웨이퍼(W)에 직접 접촉하지 않고, 웨이퍼(W)를 소정 온도로 가열 처리할 수 있다.The shutter 14 is raised or lowered by the operation of the cylinder 15. When the shutter 14 rises, the shutter 14 contacts the stopper 17 attached to the lower part of the cover 16, and the processing chamber 11 becomes a closed space. A supply port is formed in the stopper 17, and air flowing into the processing chamber 11 through this supply port is discharged through an exhaust port 18 formed in the upper center of the processing chamber 11. The air flowing in from the air supply port can heat the wafer W to a predetermined temperature without directly contacting the wafer W.
적재대(12)는 웨이퍼(W)보다 큰 원판 형상이며, 웨이퍼(W)를 가열하는 히터(19)가 내장되어 있다. 웨이퍼(W)가 적재대(12) 상에 간극을 두고 적재되도록, 높이 조절 부재(1)가 적재대(12)에 설치되어 있고, 적재대(12)의 적재면에서 발생하는 파티클의 웨이퍼(W)에의 부착을 억제한다.The loading table 12 has a disk shape larger than the wafer W, and has a built-in heater 19 that heats the wafer W. A height adjustment member 1 is installed on the loading table 12 so that the wafers W are stacked on the loading table 12 with a gap between them, and the wafer ( W) inhibits adhesion to
도 8에 나타낸 바와 같이, 높이 조절 부재(1)는 적재대(12)의 적재면에 형성된 오목부(12a) 내에 부착되는 기부(2)와, 이 기부(2)의 상면에 설치되어 웨이퍼(W)를 지지하는 지지부(3)를 포함한다. 높이 조절 부재(1)로부터 웨이퍼(W)에 가해지는 열과 적재대(12)의 적재면으로부터 웨이퍼(W)에 가해지는 열의 차가 작아지도록 되어 있다.As shown in FIG. 8, the height adjustment member 1 has a base 2 attached within the concave portion 12a formed on the loading surface of the loading table 12, and is installed on the upper surface of the base 2 to hold the wafer ( It includes a support portion (3) supporting W). The difference between the heat applied to the wafer W from the height adjustment member 1 and the heat applied to the wafer W from the loading surface of the loading table 12 is reduced.
구체적으로는, 오목부(12a) 내의 기부(2)의 상방의 공간(S)에 유지 부재(20)를 매설하고, 적재대(12)와 높이 조절 부재(1) 사이의 열 구배가 작아지도록 되어 있다. 유지 부재(20)는 적재대(12)와 같은 재료로 형성하는 것이 바람직하다. 적재대(12)와 같은 정도의 열전도율을 갖는 것이면, 다른 재료를 사용해도 된다. 적재대(12)와 웨이퍼(W)의 간극은 예를 들면, 0.1mm 이상 0.3mm 이하이다.Specifically, the holding member 20 is buried in the space S above the base 2 in the concave portion 12a so that the thermal gradient between the loading table 12 and the height adjustment member 1 is reduced. It is done. The holding member 20 is preferably made of the same material as the loading table 12. Other materials may be used as long as they have the same level of thermal conductivity as the loading table 12. The gap between the loading table 12 and the wafer W is, for example, 0.1 mm or more and 0.3 mm or less.
리프트 핀(13)은 하부를 연결 가이드(22)에 고정하고 있고, 연결 가이드(22)는 타이밍 벨트(23)에 연결되어 있다. 타이밍 벨트(23)는 스태핑 모터(24)에 의해 구동되는 구동 풀리(25)와, 구동 풀리(25)의 상방에 배치되는 종동 풀리(26)에 걸쳐 있다. 스태핑 모터(24)의 회전 방향을 바꿈으로써, 리프트 핀(13)은 적재대(12)의 원주 방향에 형성된 관통 구멍(21) 내를 상승 혹은 하강하고, 웨이퍼(W)를 2점 쇄선으로 나타내는 위치에서 지지하거나, 웨이퍼(W)를 적재대(12) 상에 적재하거나 할 수 있다.The lower part of the lift pin 13 is fixed to the connection guide 22, and the connection guide 22 is connected to the timing belt 23. The timing belt 23 spans a drive pulley 25 driven by a stepping motor 24 and a driven pulley 26 disposed above the drive pulley 25. By changing the rotation direction of the stepping motor 24, the lift pins 13 rise or fall within the through hole 21 formed in the circumferential direction of the loading table 12, and the wafer W is indicated by a two-dot chain line. The wafer W may be supported in position or placed on the loading table 12.
정전 척 장치는 예를 들면, 적재대와 포커스 링과 일 실시형태에 관한 높이 조절 부재(1)를 구비한다. 포커스 링은 적재대의 주위에 위치하고 있다. 포커스 링은 원주를 따라 설치된 고정부와, 이 고정부와 동심원 형상으로 설치되고, 상하 방향으로 변위 가능한 가동부를 구비하고 있다. 이 고정부의 상면에 일 실시형태에 관한 높이 조절 부재(1)가 구비되어 있다. 정전 척 장치에 대해 도 9 및 도 10에 기초하여 보다 구체적으로 설명한다.The electrostatic chuck device has, for example, a loading table, a focus ring, and a height adjustment member 1 according to one embodiment. The focus ring is located around the loading stand. The focus ring has a fixed part installed along the circumference, and a movable part that is installed concentrically with the fixed part and can be displaced in the up and down directions. The height adjustment member 1 according to one embodiment is provided on the upper surface of this fixing part. The electrostatic chuck device will be described in more detail based on FIGS. 9 and 10.
도 9는 본 개시의 일 실시형태에 관한 정전 척 장치의 적재대에 피지지체가 적재되어 있는 상태를 나타내는 사시도이다. 도 10은 본 개시의 일 실시형태에 관한 정전 척 장치의 적재대로부터, 피지지체가 들어 올려져 있는 상태를 나타내는 사시도이다.Figure 9 is a perspective view showing a state in which a support object is loaded on a loading table of an electrostatic chuck device according to an embodiment of the present disclosure. Figure 10 is a perspective view showing a state in which a supported body is lifted from a loading table of an electrostatic chuck device according to an embodiment of the present disclosure.
도 9 및 도 10에 나타내는 정전 척 장치(30)는 적재대(31)를 탑재하는 유지부(32)를 갖는다. 적재대(31)는 웨이퍼(W)를 적재하는 적재면(31a)을 갖는다.The electrostatic chuck device 30 shown in FIGS. 9 and 10 has a holding portion 32 on which a loading table 31 is mounted. The loading table 31 has a loading surface 31a on which the wafer W is loaded.
유지부(32)는 원판 형상이며, 적재대(31)측과는 반대측(정전 흡착용 전극의 하방)에 배치된다. 유지부(32)는 적재대(31)를 냉각하여, 원하는 온도로 조정한다. 유지부(32)는 그 내부에 물을 순환시키는 유로를 구비하고 있다. 유지부(32)는 예를 들면, 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리, 구리 합금, 스테인리스강(SUS), 티탄 등으로 이루어진다. 정전 척 장치(30)가 플라즈마 공간에서 사용되는 경우, 유지부(32)의 적어도 플라즈마에 노출되는 면은 산화알루미늄 등의 절연막이 성막되어 있는 것이 바람직하다.The holding portion 32 has a disk shape and is disposed on the side opposite to the loading table 31 (below the electrode for electrostatic absorption). The holding unit 32 cools the loading table 31 and adjusts it to the desired temperature. The holding portion 32 has a flow path for circulating water therein. The holding portion 32 is made of, for example, aluminum, aluminum alloy, copper, copper alloy, stainless steel (SUS), titanium, etc. When the electrostatic chuck device 30 is used in a plasma space, it is preferable that an insulating film such as aluminum oxide is formed on at least the surface of the holding portion 32 exposed to plasma.
도 9에 나타낸 바와 같이, 포커스 링(33)은 상측에 위치하는 상부 링(34)과, 상부 링(34)의 하측에 위치하는 하부 링(35)을 포함한다. 상부 링(34)은 원주를 따라 형성된 고정부(37)와, 상기 고정부(37)와 동심원 형상으로 설치되고, 상하 방향으로 변위 가능한 가동부(36)를 구비하고 있다.As shown in FIG. 9, the focus ring 33 includes an upper ring 34 located above and a lower ring 35 located below the upper ring 34. The upper ring 34 has a fixing part 37 formed along the circumference, and a movable part 36 that is installed concentrically with the fixing part 37 and can be displaced in the vertical direction.
도 10에 나타낸 바와 같이, 리프트 핀(38)이 상승하면, 가동부(36)는 상승하여 웨이퍼(W)를 들어 올린다. 가동부(36)의 하면에는 하부 링(35)의 상면에 설치된 높이 조절 부재(1)에 끼워 맞추는 위치 결정 구멍이 설치되어 있다. 높이 조절 부재(1) 및 위치 결정 구멍이 설치됨으로써, 리프트 핀(38)과 함께 가동부(36)가 하강하면, 가동부(36)는 하부 링(35)에 위치 결정된다. 한편, 고정부(37)는 하부 링(35)에 고정되어 있다.As shown in FIG. 10, when the lift pins 38 rise, the movable portion 36 rises to lift the wafer W. A positioning hole is provided on the lower surface of the movable part 36 to fit into the height adjustment member 1 installed on the upper surface of the lower ring 35. By providing the height adjustment member 1 and the positioning hole, when the movable part 36 is lowered together with the lift pin 38, the movable part 36 is positioned on the lower ring 35. Meanwhile, the fixing part 37 is fixed to the lower ring 35.
가동부(36)는 그 양단에서 개구하는 개구부(36b)를 갖고, 평면으로 보아 C자 형상이다. 고정부(37)는 가동부(36)가 이동하지 않을 때, 평면으로 보아, 개구부(36b) 내에 위치한다. 도 9에 나타내는 정전 척 장치(30)는 가동부(36)가 둘레 방향의 양단부에서 고정부(37)에 접하고 있다. 도 10에 나타내는 정전 척 장치(30)는 가동부(36)의 개구부(36b)가 개방되어 있다. 도 10에 나타내는 상태에서는 웨이퍼(W)를 반송하는 반송 암 등의 반송 기구를, 지름 방향의 외측에서 개구부(36b)에 삽입할 수 있다. 가동부(36)는 둘레 방향의 양단부에 모두 하측을 향하여 경사지는 제 1 면(36a)을 갖는다.The movable portion 36 has openings 36b at both ends thereof and has a C-shape in plan view. When the movable part 36 is not moving, the fixed part 37 is located within the opening 36b in plan view. In the electrostatic chuck device 30 shown in FIG. 9, the movable portion 36 is in contact with the fixed portion 37 at both ends in the circumferential direction. In the electrostatic chuck device 30 shown in FIG. 10, the opening 36b of the movable portion 36 is open. In the state shown in FIG. 10, a transport mechanism such as a transport arm for transporting the wafer W can be inserted into the opening 36b from the outside in the radial direction. The movable portion 36 has first surfaces 36a inclined downward at both ends in the circumferential direction.
고정부(37)는 둘레 방향의 양단부에 모두 상측을 향하여 경사지는 제 2 면(37a)을 갖는다. 정상 상태에 있어서, 제 1 면(36a)과 제 2 면(37a)은 서로의 경사면에 의해 상하 방향으로 서로 겹친다. 제 1 면(36a)과 제 2 면(37a)이 이와 같이 겹치면, 가동부(36)와 고정부(37)의 대향면은 비스듬히 향하여 연장된 상태가 된다. 대향면이 비스듬히 향하여 연장되면, 플라즈마가 침입하는 경로가 길어지기 때문에, 가동부(36)와 고정부(37)의 간극으로의 플라즈마의 침입이 억제된다.The fixing portion 37 has second surfaces 37a inclined upward at both ends in the circumferential direction. In a normal state, the first surface 36a and the second surface 37a overlap each other in the vertical direction due to each other's inclined surfaces. When the first surface 36a and the second surface 37a overlap in this way, the opposing surfaces of the movable part 36 and the fixed part 37 extend diagonally. When the opposing surface extends diagonally, the path through which the plasma invades becomes longer, thus suppressing the intrusion of the plasma into the gap between the movable portion 36 and the fixed portion 37.
따라서, 플라즈마의 침식에 의한 가동부(36)와 고정부(37)의 간극의 확대를 억제할 수 있고, 장기간에 걸쳐서 정전 척 장치(30)를 사용할 수 있다. 수평 방향에 대한 제 1 면(36a) 및 제 2 면(37a)의 경사각은 45°이하로 하는 것이 바람직하다. 제 1 면(36a) 및 제 2 면(37a)의 경사각을 이 범위로 함으로써, 가동부(36)와 고정부(37)의 간극에 플라즈마는 더욱 침입하기 어려워진다.Therefore, expansion of the gap between the movable part 36 and the fixed part 37 due to plasma erosion can be suppressed, and the electrostatic chuck device 30 can be used for a long period of time. It is desirable that the inclination angle of the first surface 36a and the second surface 37a with respect to the horizontal direction is 45° or less. By setting the inclination angle of the first surface 36a and the second surface 37a to this range, it becomes more difficult for plasma to penetrate into the gap between the movable part 36 and the fixed part 37.
본 개시에 관한 높이 조절 부재는 상술한 일 실시형태에 한정되지 않는다. 예를 들면, 상술한 높이 조절 부재(1)에 있어서, 평면으로 본 경우에, 기부(2)는 원형상을 갖고 있다. 그러나, 기부(2)는 원형상에 한정되지 않는다. 예를 들면, 원하는 용도 등에 따라, 기부(2)는 평면으로 보았을 경우에 타원 형상이어도 되고, 삼각형상, 사각형상, 오각형상, 육각형상 등의 다각형상을 갖고 있어도 된다. 지지부(3)에 대해서도 원기둥 형상에 한정되지 않는다. 예를 들면, 원하는 용도 등에 따라, 지지부(3)는 타원기둥 형상이어도 되고, 삼각기둥 형상, 사각기둥 형상, 오각기둥 형상, 육각기둥 형상 등의 각기둥 형상을 갖고 있어도 되고, 기둥 형상 이외의 형상을 갖고 있어도 된다.The height adjustment member according to the present disclosure is not limited to the above-described embodiment. For example, in the height adjustment member 1 described above, when viewed in a plan view, the base 2 has a circular shape. However, the base 2 is not limited to a circular shape. For example, depending on the desired use, etc., the base 2 may have an elliptical shape when viewed in plan, or may have a polygonal shape such as a triangular shape, a square shape, a pentagon shape, or a hexagon shape. The support portion 3 is also not limited to a cylindrical shape. For example, depending on the desired use, etc., the support portion 3 may have an elliptical pillar shape, a triangular pillar shape, a square pillar shape, a pentagonal pillar shape, a hexagonal pillar shape, etc., or a shape other than a pillar shape. You can have it.
또한, 상술한 높이 조절 부재(1)의 제조 방법은 기부(2)와 지지부(3)를 일체 성형하는 방법을 설명하고 있다. 그러나, 본 개시에 관한 높이 조절 부재는 기부(2)와 지지부(3)를 따로따로 성형하고, 소성한 후, 기부(2)와 지지부(3)를 접합하여 제조해도 된다. 접합 방법은 한정되지 않고, 예를 들면 확산 접합 등을 들 수 있다.In addition, the manufacturing method of the height adjustment member 1 described above describes a method of integrally molding the base 2 and the support portion 3. However, the height adjustment member according to the present disclosure may be manufactured by separately molding the base 2 and the support portion 3, firing them, and then joining the base 2 and the support portion 3. The bonding method is not limited, and examples include diffusion bonding and the like.
(실시예 1)(Example 1)
우선, 주성분을 이루는 α형 탄화규소의 분말에, 소결 조제와 기공 형성제를 소정량 첨가했다. 소결 조제로서는, 탄화붕소의 분말 및 페놀 수용액을 사용했다. 기공 형성제로서는, 폴리아크릴-스티렌으로 이루어지는 현탁 중합된 가교성의 수지 비드를 사용했다.First, a predetermined amount of a sintering aid and a pore former was added to the powder of α-type silicon carbide, which constitutes the main component. As sintering aids, boron carbide powder and phenol aqueous solution were used. As a pore former, suspension polymerized crosslinkable resin beads made of polyacrylic-styrene were used.
높이 조절 부재를 얻기 위해서, α형 탄화규소의 분말 100질량부에 대한 기공 형성제의 함유량 및 평균 입경(D50)은 표 1에 나타내는 바와 같이 했다. 또한, 각 시료에 기공 분산제로서 폴리카르복실산나트륨을, 기공 형성제 100질량%에 대하여 0.2질량% 첨가하여, 조합 원료로 했다. 이 조합 원료를 각 시료별로 볼 밀에 투입한 후, 48시간 혼합하여 슬러리화했다. 이 슬러리에 바인더를 첨가하여 혼합한 후, 분무 건조함으로써 평균 입경 80㎛의 탄화규소의 과립을 얻었다.To obtain the height adjustment member, the content of the pore forming agent and the average particle size (D 50 ) per 100 parts by mass of α-type silicon carbide powder were as shown in Table 1. Additionally, 0.2% by mass of sodium polycarboxylate was added as a pore dispersant to each sample based on 100% by mass of the pore forming agent, and was used as a raw material for preparation. These raw materials for each sample were put into a ball mill and mixed for 48 hours to form a slurry. A binder was added to this slurry, mixed, and then spray-dried to obtain silicon carbide granules with an average particle diameter of 80 μm.
그 다음에, 이 과립을 성형틀에 충전하고, 두께 방향으로 98MPa의 압력으로 가압하여 성형하여 성형체로 했다. 얻어진 성형체를 질소 분위기 중, 20시간 동안 승온하고, 600℃에서 5시간 유지 후, 자연 냉각하여 탈지하여 탈지체로 했다. 그 다음에, 탈지체를 진공 분위기 중, 2030℃에서 5시간 유지함으로써, 탄화규소를 주성분으로 하는 세라믹스로 이루어지는 원판 형상 및 각기둥 형상의 시료를 얻었다.Next, these granules were filled into a mold and pressed in the thickness direction at a pressure of 98 MPa to form a molded body. The obtained molded body was heated in a nitrogen atmosphere for 20 hours, kept at 600°C for 5 hours, then naturally cooled and degreased to obtain a degreased body. Next, the degreased body was maintained in a vacuum atmosphere at 2030°C for 5 hours to obtain disc-shaped and prismatic-shaped samples made of ceramics containing silicon carbide as a main component.
원판 형상의 각 시료를 사용하여, 이웃하는 폐기공의 무게 중심간 거리의 평균치(A)로부터 폐기공의 원 상당 지름의 평균치(B)를 뺀 값(C)을 상기 서술한 방법에 의해 구했다. 각기둥 형상의 각 시료를 사용하여, 내열 충격 온도차를 JIS R 1648:2002에 기재된 수중 투하법에 의해 구했다. 각기둥 형상 각 시료의 동적 탄성률을 JIS R 1602:1995에 기재된 초음파 펄스법에 의해 구했다. 상기 값(C), 동적 탄성률 및 내열 충격 온도차의 각각의 측정값을 표 1에 나타낸다.Using each disc-shaped sample, the value (C) obtained by subtracting the average value (B) of the equivalent circle diameter of the closed pores from the average value (A) of the distance between the centers of gravity of neighboring closed pores was obtained by the method described above. Using each column-shaped sample, the thermal shock temperature difference was determined by the underwater dropping method described in JIS R 1648:2002. The dynamic elastic modulus of each prismatic sample was determined by the ultrasonic pulse method described in JIS R 1602:1995. The respective measured values of the above value (C), dynamic elastic modulus, and thermal shock resistance temperature difference are shown in Table 1.
표 1에 나타낸 바와 같이, 시료 No.2∼6의 값(C)은 50㎛ 이상 170㎛ 이하이기 때문에, 높은 강성과 높은 내열 충격성을 겸비하고 있는 것을 알 수 있다.As shown in Table 1, the values (C) of samples Nos. 2 to 6 are 50 μm or more and 170 μm or less, so it can be seen that they have both high rigidity and high thermal shock resistance.
1; 높이 조절 부재
1a; 플런저
1b; 갭 핀
2, 2a, 2b; 기부(플랜지부)
2c; 플랜지부의 환상면
2d; 플랜지부의 측면
3, 3a, 3b; 지지부
3c; 대향면
3d; 측면
4; 지지 플레이트
5; 탄성 부재
6; 홈
7; 밀봉 부재
8; 단차부
9; 유로
4; 폐기공
5; 조립상 결정 입자
6; 미립상 결정 입자
7; 입자 내 기공
10; 열처리 장치
11; 처리실
12; 적재대
12a; 오목부
13; 리프트 핀
14; 셔터
15; 실린더
16; 커버
17; 스토퍼
18; 배기구
19; 히터
20; 유지 부재
21; 관통 구멍
22; 연결 가이드
23; 타이밍 벨트
24; 스태핑 모터
25; 구동 풀리
26; 종동 풀리
30; 정전 척 장치
31; 적재대
32; 유지부
33; 포커스 링
34; 상부 링
35; 하부 링
36; 가동부
36a; 제 1 면
36b; 개구부
37; 고정부
37a; 제 2 면
38; 리프트 핀
41; 폐기공
42; 조립상 결정 입자
43; 미립상 결정 입자
44; 입자 내 기공One; No height adjustment
1a; plunger
1b; gap pin
2, 2a, 2b; Donation (flange part)
2c; Annular surface of flange part
2d; Side of flange part
3, 3a, 3b; support
3c; Opposite side
3d; side
4; support plate
5; elastic member
6; home
7; sealing member
8; step part
9; Euro
4; waste hole
5; coarse-grained crystalline particles
6; fine crystalline particles
7; pores within particles
10; heat treatment device
11; processing room
12; loading stand
12a; recess
13; lift pin
14; shutter
15; cylinder
16; cover
17; stopper
18; exhaust
19; heater
20; absence of maintenance
21; through hole
22; Connection Guide
23; timing belt
24; stepping motor
25; driving pulley
26; driven pulley
30; electrostatic chuck device
31; loading stand
32; maintenance department
33; focus ring
34; upper ring
35; lower ring
36; moving part
36a; page 1
36b; opening
37; fixed part
37a; side 2
38; lift pin
41; waste hole
42; coarse-grained crystalline particles
43; fine crystalline particles
44; pores within particles
Claims (13)
상기 기부의 상면에 위치하고, 피지지체에 대향하는 대향면을 갖는 지지부를 포함하고,
적어도 상기 지지부는 탄화규소, 탄질화규소, 질화규소 또는 사이알론을 주성분으로 하는 세라믹스를 포함하고,
폐기공을 복수 갖고, 이웃하는 상기 폐기공의 무게 중심간 거리의 평균치(A)로부터 상기 폐기공의 원 상당 지름의 평균치(B)를 뺀 값(C)이 50㎛ 이상 170㎛ 이하인 높이 조절 부재.Donate and
It is located on the upper surface of the base and includes a support portion having an opposing surface facing the supported body,
At least the support portion includes ceramics containing silicon carbide, silicon carbonitride, silicon nitride, or sialon as a main component,
A height adjustment member having a plurality of closed pores and having a value (C) obtained by subtracting the average value (B) of the equivalent circle diameter of the closed pores from the average value (A) of the distance between the centers of gravity of the neighboring closed pores and having a value (C) of 50 ㎛ or more and 170 ㎛ or less. .
상기 폐기공의 무게 중심간 거리의 첨도 Ku가 0.3 이상 4 이하인 높이 조절 부재.According to claim 1,
A height adjustment member whose kurtosis Ku of the distance between the centers of gravity of the waste pores is 0.3 or more and 4 or less.
상기 대향면은 미립상 결정 입자 및 개기공을 갖고, 상기 미립상 결정 입자의 원 상당 지름의 평균치(D)는 상기 개기공의 원 상당 지름의 평균치(E)보다 작은 높이 조절 부재.The method of claim 1 or 2,
A height adjustment member wherein the opposing surface has fine crystal grains and open pores, and the average value (D) of the equivalent circle diameters of the fine crystal particles is smaller than the average value (E) of the equivalent circle diameters of the open pores.
상기 미립상 결정 입자의 원 상당 지름의 평균치(D)와 상기 개기공의 원 상당 지름의 평균치(E)의 차가 5㎛ 이상인 높이 조절 부재.According to claim 3,
A height adjustment member wherein the difference between the average value (D) of the equivalent circle diameters of the fine crystal particles and the average value (E) of the equivalent circle diameters of the open pores is 5 μm or more.
상기 세라믹스는 조립상 결정 입자를 갖고, 상기 조립상 결정 입자의 면적은 6면적% 이상 15면적% 이하인 높이 조절 부재.The method according to any one of claims 1 to 4,
A height adjustment member wherein the ceramics have coarse-grained crystal particles, and the area of the coarse-grained crystal particles is 6 area% or more and 15 area% or less.
상기 조립상 결정 입자는 입자 내 기공을 포함하는 높이 조절 부재.According to claim 5,
A height adjustment member wherein the coarse-grained crystal particles include pores within the particles.
DLC막이 적어도 상기 대향면에 위치하고 있는 높이 조절 부재.The method according to any one of claims 1 to 6,
A height adjustment member in which the DLC membrane is located at least on the opposite surface.
상기 지지부는 기둥 형상체이며, 상기 지지부의 측면에도 상기 DLC막이 위치하고,
상기 대향면에 위치하는 상기 DLC막이 상기 지지부의 측면에 위치하는 상기 DLC막보다 두꺼운 높이 조절 부재.According to claim 7,
The support portion is a pillar-shaped body, and the DLC film is located on a side of the support portion,
A height adjustment member wherein the DLC film located on the opposite surface is thicker than the DLC film located on a side of the support part.
상기 기부가 환상의 플랜지부를 갖고, 상기 플랜지부의 환상면에 상기 DLC막이 위치하고 있는 높이 조절 부재.According to claim 7 or 8,
A height adjustment member wherein the base has an annular flange portion, and the DLC membrane is located on the annular surface of the flange portion.
상기 플랜지부의 측면에도 상기 DLC막이 위치하고,
상기 환상면에 위치하는 상기 DLC막이 상기 플랜지부의 측면에 위치하는 상기 DLC막보다 두꺼운 높이 조절 부재.According to clause 9,
The DLC membrane is also located on the side of the flange portion,
A height adjustment member wherein the DLC film located on the annular surface is thicker than the DLC film located on a side of the flange portion.
상기 DLC막이 개기공을 복수 갖고, 이웃하는 상기 개기공의 무게 중심간 거리의 평균치(F)로부터 상기 개기공의 원 상당 지름의 평균치(G)를 뺀 값(H)이 상기 값(C)보다 큰 높이 조절 부재.The method according to any one of claims 7 to 10,
The DLC membrane has a plurality of open pores, and the value (H) obtained by subtracting the average value (G) of the equivalent circular diameters of the open pores from the average value (F) of the distance between centers of gravity of the neighboring open pores is greater than the value (C). No significant height adjustment.
피지지체가 상기 적재대 상에 간극을 두고 적재되도록, 상기 높이 조절 부재가 상기 적재대에 설치되어 있는 열처리 장치.Equipped with a loading table and the height adjustment member according to any one of claims 1 to 11,
A heat treatment device wherein the height adjustment member is installed on the loading table so that the supported body is stacked on the loading table with a gap between them.
상기 포커스 링이 원주를 따라 설치된 고정부와, 상기 고정부와 동심원 상에 설치되고, 상하 방향으로 변위 가능한 가동부를 구비하고,
상기 고정부의 상면에 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 기재된 높이 조절 부재가 위치하고 있는 정전 척 장치.It has a loading table and a focus ring located around the loading table,
The focus ring has a fixed part installed along the circumference, and a movable part installed concentrically with the fixed part and capable of being displaced in the up and down directions,
An electrostatic chuck device in which the height adjustment member according to any one of claims 1 to 11 is located on the upper surface of the fixing part.
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