201028368 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明有關對半導體基板或玻璃基板等有吸附作用( a d s 〇 rp t i ο η )之靜電吸盤(e 1 e c tr〇 s t at i c c hu ck )。 【先前技術】 作爲在實施蝕刻(etching ) 、CVD (化學蒸汽沉積) _ 、灘鍍(sputtering)、離子佈値(ion implantation)、 灰化處理(ashing)等之電槳處理室(plasma treating chamber )內,吸附保持半導體基板或玻璃基板之手段, 在採用靜電吸盤。 由於電漿處理室係導入含氟系氣體或含氯系氣體等腐 蝕性氣體後進行電漿處理之故,處理後的室內面,附著有 來自半導體晶圓(semiconductor wafer )或漆膜(paint film )之殘渣及生成物。並且,如重複進行電漿處理時, φ 則逐漸堆積殘渣及生成物,不久即從室內面剝離並附著於 半導體基板或玻璃基板表面,以致成爲收率低落之原因。 於是,以往的作法,係定期性藉由電漿而清潔( cleaning )反應室內,以去除經附著於反應室內面之殘渣 及生成物。此時,在來的作法中,爲防止靜電吸盤表面被 電榮所曝露起見,在使用仿真晶圓(dummy wafer )覆蓋 靜電吸盤表面之狀態下實施清潔者,惟最近的作法,係爲 縮短基板處理前後所需時間(tact time)以提升生產效率 起見,不要使用仿真晶圓以覆蓋靜電吸盤表面,而在進行 -5- 201028368 清潔時使靜電吸盤表面直接曝露於〇2(氧氣)氣體或cf4 (四氟化碳)氣體等洗滌電漿(cleaning plasma)之,所 謂無晶圓電紫洗淨(waferless plasma cheaning)是業界的 作法。因此,爲反應室內部的構件所使用之素材,需要高 度的耐電漿性,因此不用氧化鋁而在採用三氧化二釔( Yttria)素材。 於靜電吸盤亦採用三氧化二釔之方法,係經揭示於專 利文獻1、2中,惟由於三氧化二釔素材係體積電阻係數 (volume resistivity)在 1χ1〇15Ω · cm 以上之故,爲一種 所謂庫倫力(coulomb force)型的靜電吸盤。 靜電吸盤中,有利用約翰森•拉貝克力(Johnsen-Rahbeck force)及庫侖力之兩種,在需要大的吸附力之用 途則採用利用約翰森•拉貝克力之靜電吸盤。如欲顯現利 用此種約翰森•拉貝克力之靜電吸附力時,則需要將介電 質(dielectrics)的體積電阻係數控制爲1χ108Ω · cm以 上、1χ1014Ω · cm以下的範圍。 控制三氧化三釔的體積電阻係數的方法而言,周知有 一種對三氧化二釔中添加導電性材料之方法。專利文獻3 中,記載有對氧化釔添加SiC (碳化矽)2至3〇Wt (重量 )%,採用熱壓機(hot press)燒結,藉以作成1x1 〇9Ω · cm以下之方法。 又,專利文獻4中,則記載有對氧化釔添加Ti02_x ( 0< x< 2) 1至15wt%,於氧化雰圍中燒成後使其與碳爲主 成分之物質接觸,並進行惰性氣體或還原雰圍中燒成或者 -6- 201028368 HIP ( hot isostatic press,熱間等靜水壓成型)處理,藉 以作成1〇5至1014Ω . cm之作法。 專利文獻5中,記載有對氧化釔添加金屬釔(Yttrium )、碳、氮化釔、碳化釔的任一種0.5至10wt%,進行惰 性加壓雰圍中燒成而作成10·2至101()Ω · cm之作法。 專利文獻6中,記載有對氧化釔中添加鑭系氧化物5 質量%以下所成之耐蝕性構件的製造方法。 〇 另一方面,本發明申請人,則揭示有一種對氧化釔粉 末作爲燒結助劑而添加硼化合物,並在1400至1500 °c下 燒成,藉以製得緻密體之作法(參考例如,專利文獻7 ) 〇 〔先行技術文獻〕 〔專利文獻〕 專利文獻1 :日本專利特開平1 0- 1 89697號公報 Ο 專利文獻2 :日本專利特開2007- 1 73 596號公報 專利文獻3 :日本專利特開2006-069843號公報 專利文獻4:日本專利特開2001-089229號公報 專利文獻5 :日本專利特開2005-206402號公報 專利文獻6:日本專利特開2005-335991號公報 專利文獻7:日本專利特開2007-45700號公報 【發明內容】 〔發明所欲解決之課題〕 201028368 專利文獻3至5的製法,雖然可製得低電阻的氧化釔 ’惟係一種添加金屬、碳材料、SiC或TiO2_x(0<x<2) 之製法。如將碳等的難燒結物質作爲導電物質利用時,需 要高溫或高壓下之熱處理’而招致製作時間的增加及高成 本。如添加金屬等的導電性物質時,爲防止所添加之金屬 成分而失去導電性起見’需要煩雜的調合(mixing )過程 或在特殊雰圍下的燒成過程,而招致製作時間的增加及高 成本。 藉由導電性物質之添加所得之低電阻陶磁的微細構造 ’係一種高電阻的絕緣相中散佈有低電阻的導電相( conducting phase )或導體導電相(conductor conducting phase)之構造或形成網絡(net work)之構造,而此等導 電相’則在利用電漿照射之腐蝕環境下,會在構件的局部 發生電漿的集中,而有選擇性進行浸蝕之可能性。 本發明之課題,係關於靜電吸盤及其製造方法,在於 提供一種具有高的耐蝕特性而由體積電阻係數(volume Q resistivity)低的陶瓷構件所成之經利用約翰森•貝拉克 力(Johnsen-Rahbeckforce)之吸附力強的靜電吸盤。 〔用以解決課題之手段〕 爲達成前述目的起見,於本發明之一實施形態中,可 製作一種由以氧化釔作爲主成分、含有铈(Ce)的元素/ 利用在非氧化雰圍下的燒成所製得之陶瓷構件所成之靜電 吸盤。 -8 - 201028368 中重 件 5 構爲 瓷, 陶計 於算 種換 一物 作化 製氧 可以 , 係 中, 態素 形元 佳鈽 較之 之含 明所 發中 本物 於化 氧 釔 %以上、6 0重量%以下之靜電吸盤。 於本發明之較佳形態中,於陶瓷構件中,可作成體積 電阻係數係在室溫下,爲1χ107Ω · cm以上、1χ1014Ω · cm以下之靜電吸盤。 於本發明之較佳形態中,可製作一種於陶瓷構件中, φ 於其燒成體表面之利用X射線繞射(X-ray diffraction ) 所得之最強峰値位置(2 θ ),係較利用下述參比( reference)的粉末 X 射線繞射(powder X-ray diffraction )所得之最強峰値位置(2 0 )爲移位於低角度側之靜電 吸盤(在此,上述參比係將利用氧化雰圍燒成而於立方晶 (cubic )氧化釔中固溶有(solid dissolved )立方晶氧化 铈之固溶體(solid solution)加以粉碎所得者)。 於本發明之其他實施形態中,對氧化釔中按5重量% Φ 以上、6 0重量%以下的比例添加氧化铈,並將此混合物加 以成型後’於非氧化雰圍下在1 3 00 r以上1 8 00。(:以下進 行燒成,即可製造靜電吸盤。 於本發明之其他實施形態中,對氧化釔中,以鈽的氧 化物換算計’按5重量%以上、6 0重量%以下的比例添加 铈化合物,將此混合物加以成型後,於氧化雰圍下在i 3 〇 〇 C以上1800 °C以下進行燒成後,於非氧化雰圍下在13〇〇 C以.上1800 °C以下的溫度加以熱處理,即可製造靜電吸盤 201028368 於本發明之其他實施形態中,對氧化釔中,按5重量 %以上、60重量%以下的比例添加氧化铈,以氧化硼換算 計、按〇.〇2重量%以上、10重量%以下的比例添加硼化合 物,將此混合物加以成型後,於非氧化雰圍下,在1 3 0 (TC 以上1600°C以下進行燒成,即可製造靜電吸盤。 於本發明之其他實施形態中,對氧化釔中,以姉的氧 化物換算計,按5重量%以上、60重量%以下的比例添加 鈽化合物,以氧化硼換算計,按0.02重量%以上' 10重 量%以下的比例添加硼化合物,將此混合物加以成型後, 於氧化雰圍下在130(TC以上1 600°C以下進行燒成後,於 非氧化雰圍下在1 300°C以上1600°C以下的溫度加以熱處 理,即可製造靜電吸盤。 【實施方式】 〔發明之最佳實施形態〕 @ 以下,在參考圖面之下,就本發明之實施形態加以說 明。 茲將本件中使用之用語,進行說明如下。 (陶磁構件) 於本發明中之陶磁構件,係指靜電吸盤中所使用之陶 瓷介電質基板。於基板的單面側形成電極,並接合於金屬 板,即可製作靜電吸盤。 -10- 201028368 (密度) 於本發明中之密度,係指視密度(apparent 。具體而言’係將試料的質量除以從外容積去阔 谷積之値’係依阿基米德(Archimedes)法所測 (阿基米德法) 於本發明中之阿基米德法,係指jIS規格( _ )中所示之密度測定方法之意。飽水方法係採用 爲媒液(vehicle ),則採用蒸餾水,以進行測淀 的算出方法,並依照JIS R 1634所實施者。 (低電阻) 氧化釔燒成體的體積電阻係數,係於室溫( ,爲 1χ1014Ω . cm以上。本發明中之低電阻, 圖性改變作爲絕緣材料之氧化釔的體積電阻係! Φ 1 0 1 4 Ω · cm以下之性質定義爲低電阻。 (體積電阻係數) 於本發明中之體積電阻係數,係指將j I s C214l)中所示之試驗材料的電阻換算爲對每單 値。採用三端法測定於室溫(25。(:)下之體積電 (氧化雰圍) 於本發明中之氧化雰圍,係指含有氧氣之湧 density ) S開氣孔之 定者。 JIS R1634 丨真空法, :。氣孔率 2 5〇C )中 係將能企 ί成爲lx 規格(JIS _位體積之 阻係數。 =圍,爲大 -11 - 201028368 氣雰圍或經控制氧氣濃度之雰圍之意。 (非氧化雰圍) 於本發明中之非氧化雰圍,係指還原雰圍及惰性雰圍 之意。具體而言,還原雰圍,係指含有如CO (—氧化碳 )或H2(氫氣)般之還原氣體晶種之雰圍,而惰性雰圍 ,係指導入N2 (氮氣)或Ar (氬氣)等的惰性氣體後加 熱時的雰圍之意。 (X射線繞射外形) 於本發明中之X射線外形,係指採用Cu管球對試料 照射CuK (銅鉀)α線的X射線,並將檢測有被繞射之繞 射X射線之角度(2Θ )作爲橫軸、將繞射強度作爲縱軸 所繪成之圖表(chart )之意。本發明中,將此所檢測之角 度(2 0 )作爲峰値位置,並將最強峰値作爲被繞射之X 射線的檢測強度最高的峰値。 (X射線繞射峰値位置往低角度側的移位)
於本發明中之X射線繞射峰値位置往低角度側的移位 ,係指以氧化釔作爲主成分、於因燒成所得之陶瓷構件表 面之X射線繞射的2 0係經移位於較下述參比的粉末X射 線繞射的20爲低角度側之意。(在此,上述參比係將藉 由氧化雰圍燒成而於立方晶氧化釔:JCPDF卡00-041-1105中固溶有(solid dissolved)立方晶氧化铈:JCPDF -12- 201028368 卡01 -07 1 -4 8 07之固溶體加以粉碎後所得之粉末。) 其次’就本發明之一實施形態加以記述。 (混合•原料粉末) 如爲原料而採用氧化物時,則採用如球磨(ball mill )般在陶瓷的製造過程中所利用之混合方法將原料加以混 合。氧化E原料粉末的粒徑並不特別加以限制,惟較佳爲 © 句1 0以m以下、更佳爲2 /z m以下。下限値並不特別加以 限制’惟由於有成型性之降低之可能性之故,較佳爲〇」 μ m以上。氧化鈽原料粉末的粒徑方面亦並不加以限制, 惟較佳爲平均1 〇 # m以下、更佳爲2 " m以下。下限値並 不特別加以限制’惟由於有成型性之降低之可能性之故, 較佳爲〇.l#m以上。附帶有如球磨等的粉碎過程之混合 方法’不僅能弄細粒徑,亦有粉碎粗大粒之效果,故如欲 製造均質且由微細的粒子所成之陶瓷構件時很合適。 〇 爲在氧化雰圍下能成爲鈽的氧化物之原料粉末而採用 如硝酸鈽般的水溶性化合物時,如於鈽化合物的水溶液中 置入氧化釔原料’將經濕式混合之料漿(slurry )在氧化 雰圍中進行燒成,需要時進行解碎過程,即可製得氧化鈽 經均勻分散之氧化釔-氧化姉原料粉末,而可將此作爲原 料粉末使用。 (成型) 於本發明之實施形態中之成型方法,可由經將造粒之 -13- 201028368 粉末依加壓.成型或CIP ( cold isostatic press,冷間等靜水 壓成型)等的乾式成型方法而製得成型體。成型方法並不 限定於乾式成型,可利用擠壓成型(extruding molding ) 、注射成型(injection molding)、片材成型(sheet molding )、繞鑄成型(casting molding)、凝膠湊鑄成型 (gel casting molding)而製得成型體。在乾式成型的情 形,可添加黏合劑(binder )並利用噴霧乾燥機(spray dryer )等而作成顆粒利用。 (燒成) 於本發明之一實施形態中,燒成過程係能在氧化雰圍 中進行1 3 00°C以上1 800°C以下的燒成,亦能在具有SiC 發熱體或考塔爾(kanthal )發熱體之電氣爐中的燒成。氧 化雰圍燒成後,如在1 300°C以上180(TC以下的溫度實施 非氧化雰圍下的熱處理,即可製得陶瓷構件。所得陶瓷構 件,需要時可實施 HIP處理。由此,開口面積比( _ aperture ratio)將成爲0%以上0.1 %以下、較佳爲0.05% 以下而可得緻密質陶瓷構件。 於本發明之一實施形態中,如將於前述氧化雰圍的燒 成後之非氧化雰圍的燒成過程作成HIP處理,則能製得本 發明之陶瓷構件。即使省略非氧化雰圍燒成而作成HIP處 理,仍然可製得與前述燒成體同等的陶瓷構件。HIP處理 後的陶瓷構件之開口面積比將成爲〇%以上、〇. 1 %以下, 較佳爲0.05 %以下,而可製得緻密質陶瓷構件。 -14 - 201028368 於本發明之一實施形態中,燒成過程能在非氧化雰圍 中進行1 3 00°C以上1 8 00 °C以下的燒成。藉由非氧化雰圍 的燒成,而可製得本發明之一實施形態的陶瓷構件。所得 陶瓷構件,需要時可實施HIP處理。由此,開口面積比將 成爲〇 %以上、〇. 1 %以下,較佳爲〇. 〇 5 %以下,而可製得 緻密質陶瓷構件。 添加於氧化釔中之姉化合物而言,三氧化二铈( ® Ce203 )、氧化鈽(Ce02 )、氯化鈽、硝酸鈽的銨鹽、三 硝酸鈽的水合物、氫氧化铈、碳酸姉、硼化姉、草酸铈、 醋酸姉等,能利用在藉由氧化雰圍之燒成過程中成爲氧化 物之鈽化合物,而較佳爲利用氧化鈽。 爲提高燒結性而於原料陶瓷中添加有硼化合物時,由 於硼化合物容易在燒成中蒸散之故,較佳爲施加塘瓷( muffle )等後再燒成。硼化合物將在燒成過程中形成 Y3B〇6(硼酸釔),在11〇〇至1600°C的溫度下形成液相 •以促進燒結。 如添加有硼化合物時,由於將在1100至1 6001的溫 度範圍生成液相之故,較佳爲燒結溫度在1 3 00 °C以上 1 600 °C以下、較佳爲M00°C以上1 550°C以下的溫度領域 加以燒成。燒成時間可在0.5至8小時之間選擇。 即使添加有硼化合物之情形,在成型、脫脂後藉由氧 化雰圍燒成而製得燒成體後,如進行在N2或Ar或CO、 H2等的非氧化雰圍下的熱處理,仍然可製得所期望之陶瓷 構件。又,成型後,可藉由氮氣或氬氣、氫氣等的雰圍中 -15- 201028368 的燒成或真空中的燒成而製得所期望之陶瓷構件。 所得陶瓷燒結體,可施加HIP處理。由此,可製得開 口面積比將成爲0%以上、0.1 %以下、較佳爲0.05%以下 ,而可製得緻密質陶瓷構材。 將生成前述Y3B06結晶之硼化合物而言’並不限制於 氧化硼,而能利用硼酸、氮化硼、碳化硼' YB〇3、Y3BO6 等的硼化合物、其中氧化硼、硼酸、YB〇3很適合利用。 就此種製造方法所得之燒成體的特異性(specificity q )加以說明。 如混合氧化釔與氧化鈽並進行大氣燒成時,經確認氧 化釔與氧化鈽會成爲1個結晶相(crystalline phase)之事 實。該結晶相將在室溫下具有1χ1〇15Ω · cm以上的高積 體電阻係數。但,經確認如將非氧化雰圍燒成所得之燒成 體或者大氣燒成所得之燒結體加以非氧化雰圍處理’則大 氣燒成所得之結晶相的峰値位置將移位於低角度側之事實 。經發現經峰値移位之燒成體會顯現低電阻之事實。 Θ 如從大氣燒成所得之結晶相的峰値位置算出晶格常數 (lattice constant)時,經確認其爲按照氧化纪與氧化姉 的晶格常數的比例之晶格常數之事實。 另一方面,於非氧化雰圍所燒成之試料的晶格常數則 算出較於大氣所得之晶格常數爲大的値。此乃可推測爲該 晶格變化係成爲峰値移位而確認者。由於因晶格變化而顯 現有峰値移位之故,本提案的峰値移位的現象,並不因最 強峰値而有所限制。 -16 - 201028368 (電極製作) 於經將前述陶瓷構件表面磨削加工(grinding )後, 在單面側藉由CVD或PVD (物理蒸汽沉積)而形成TiC (碳化欽)或 Ti (鈦)等的導電膜(electro conductive film ),並將此導電膜加以噴砂(sand blast )或蝕刻,即 可形成既定的電極圖型(electrode pattern)。 φ (接合) 將形成有前述電極之陶瓷構件,於預先藉由陶瓷火焰 噴塗(ceramic flame spray coating)而形成有絕緣體膜( insulator film)之金屬板上,按金屬板的絕緣體膜與陶瓷 構件的電極能相對向之方式介由絕緣性接著劑(insulating adhesive )而進行兩者之接合。爲陶瓷火焰噴塗,較佳爲 採用氧化鋁或氧化釔等的陶瓷。 β (表面圖型製作) 將經接合於金屬板上之陶瓷構件,按能成爲既定厚度 之方式加以磨削加工後,藉由噴射處理而於表面形成既定 大小、高度的凸部。 如將前述陶瓷構件的體積電阻係數,在室溫下作成1 Χ 10s Ω · cm以上、1x1 〇14Ω . cm以下’則可採用約翰森· 拉貝克效果,而將成爲能顯現非常大的吸附力者,結果可 製作一種能對表面進行凸部形成之靜電吸盤。 有關本發明之一實施形態之耐蝕性構件,係一種由氧 -17- 201028368 化釔與姉元素所成陶瓷構件’由於所添加之铈元素並非於 氧化紀的晶界(grain boundary)或三相點(triple point )中單獨存在者之故,可在不影響氧化釔的耐蝕性之下, 製得具有高度電漿耐性之陶瓷構件。 (實施例1 ) 作爲原料而準備氧化釔粉末(Y2〇3 :平均粒徑1 y m 、比表面積11至15g/ cm2 )及氧化鈽(Ce〇2 :平均粒徑 _ Ο.όβηι、比表面積約20g/cm2),將氧化铈添加量作成5 重量%、將氧化硼粉末(試藥)添加量作成1重量%,添 加分散劑·黏合劑•脫模劑後實施利用球磨之粉碎攪拌混 合。混合後實施利用噴霧乾燥機之造粒(granulation )。 所得之造粒粉末係在實施加壓成型後,實施CIP成型。如 藉由利用噴霧乾燥機之造粒及CIP處理而使成型體密度提 升時’則可穩定製得燒成體。所得成型體,係經脫脂後, 在氧化雰圍中1 480 °C下進行燒成。所得燒成體,則在 @ 1 OOMP a的氬雰圍中實施1500 °C 2小時的HIP處理。 (實施例2) 作爲原料而準備氧化釔粉末(γ2〇3 :平均粒徑i从m 、比表面積1 1至1 5g/ cm2 )及氧化鈽(ce02 :平均粒徑 0.6 /z m、比表面積約20g/ cm2 ),將氧化鈽添加量作成 1 〇重量% ’將氧化硼粉末(試藥)添加量作成1重量%, 添加分散劑•黏合劑·脫模劑後實施利用球磨之粉碎攪拌 -18- 201028368 混合。混合後實施利用噴霧乾燥機之造粒。所得之造粒粉 末係在實施加壓成型後,實施CIP成型。如藉由利用噴霧 乾燥機之造粒及CIP處理而使成型體密度提升時,則可穩 定製得燒成體。所得成型體,係經脫脂後,在氧化雰圍中 1 48 0°C下進行燒成。所得燒成體,則在100MPa的氬雰圍 中實施1500°C 2小時的HIP處理。 φ (實施例3 ) 作爲原料而準備氧化釔粉末(γ2〇3 :平均粒徑1 " m 、比表面積11至15g/cm2)及氧化铈(Ce02 :平均粒徑 0.6 # m、比表面積約20g/ cm2 ),將氧化鈽添加量作成 20重量% ’添加分散劑•黏合劑•脫模劑後實施利用球磨 之粉碎攪拌混合。混合後實施利用噴霧乾燥機之造粒。所 得之造粒粉末係在實施加壓成型後,實施CIP成型。如藉 由利用噴霧乾燥機之造粒及CIP處理,而使成型體密度提 ® 升時’則可穩定製得燒成體。所得成型體,係經脫脂後, 在氧化雰圍中1 650 r下進行燒成。所得燒成體,則在 lOOMPa的氬雰圍中實施丨500。〇2小時的HIP處理。 (實施例4 ) 作爲原料而準備氧化紀粉末(γ2〇3:平均粒徑 、比表面積11至15g/cm2)及氧化铈(ce02:平均粒徑 0.6// m、比表面積約20g/ cm2 ),將氧化铈添加量作成 4 0重量% ’添加分散劑•黏合劑.脫模劑後實施利用球磨 -19- 201028368 之粉碎攪拌混合。混合後實施利用噴霧乾燥機之造粒。所 得之造粒粉末,係在實施加壓成型後,實施CIP成型。如 藉由利用噴霧乾燥機之造粒及CIP處理而使成型體密度提 升時’則可穩定製得燒成體。所得成型體,係經脫脂後, 在氧化雰圍中1 650 °c下進行燒成。所得燒成體,則在 lOOMPa的氬雰圍中實施1500°C2小時的HIP處理。 (實施例5 ) 魯 作爲原料而準備氧化釔粉末(Y203 :平均粒徑1 /2 m 、比表面積11至15g/cm2)及氧化姉(Ce02:平均粒徑 0.6 /z m、比表面積約20g/ cm2 ),將氧化鈽添加量作成 60重量%,添加分散劑·黏合劑•脫模劑後實施利用球磨 之粉碎攪拌混合。混合後實施利用噴霧乾燥機之造粒。所 得之造粒粉末係在實施加壓成型後,實施CIP成型。如藉 由利用噴霧乾燥機之造粒及CIP處理而使成型體密度提升 時,則可穩定製得燒成體。所得成型體,係經脫脂後,在 G 氧化雰圍中1 6 5 0 °C下進行燒成。所得燒成體,則在 lOOMPa的氬雰圍中實施1500°C 2小時的HIP處理。 (實施例6 ) 作爲原料而準備氧化釔粉末(Y2〇3 :平均粒徑1 # m 、比表面積1 1至1 5g/ cm2 )及氧化鈽(Ce02 :平均粒徑 0.6 μ m、比表面積約20g/ ctn2 ),將氧化铈添加量作成5 重量%,添加分散劑•黏合劑•脫模劑後實施利用球磨之 -20- 201028368 粉碎攪拌混合。混合後實施利用噴霧乾燥機之造粒。所得 之造粒粉末係在實施加壓成型後,實施CIP成型。如藉由 利用噴霧乾燥機之造粒及CIP處理而使成型體密度提升時 ,則可穩定製得燒成體。所得成型體,係經脫脂後,在氧 化雰圍中1650°c下進行燒成。所得燒成體,則在lOOMPa 的氬雰圍中實施1500°C 2小時的HIP處理。 φ (實施例7 ) 作爲原料而準備氧化釔粉末(Y2〇3:平均粒徑lym 、比表面積1 1至15g/ cm2 )及氧化鈽(Ce02 :平均粒徑 0.6 # m、比表面積約20g/ cm2 ),將氧化铈添加量作成 1 5重量% ’添加分散劑.黏合劑•脫模劑後實施利用球磨 之粉碎攪拌混合。混合後實施利用噴霧乾燥機之造粒。所 得之造粒粉末係在實施加壓成型後,實施CIP成型。如藉 由利用噴霧乾燥機之造粒及CIP處理而使成型體密度提升 ® 時’則可穩定製得燒成體。所得成型體,係經脫脂後,在 氧化雰圍中1 650 〇c下進行燒成。所得燒成體,則在 lOOMPa的氬雰圍中實施15〇〇。〇 2小時的HIP處理。 (實施例8 ) 作爲原料而準備氧化釔粉末(γ2〇3 :平均粒徑1 " m 、比表面積1 1至15g/ )及氧化铈(Ce02 :平均粒徑 0.6/zm、比表面積約20g/cm2),將氧化铈添加量作成 20重量% ’將氧化硼粉末(試藥)添加量作成1重量% ’ -21 · 201028368 添加分散劑•黏合劑·脫模劑後實施利用球磨之粉碎攪拌 混合。混合後實施利用噴霧乾燥機之造粒。所得之造粒粉 末係在實施加壓成型後,實施CIP成型。如藉由利用噴霧 乾燥機之造粒及CIP處理而使成型體密度提升時,則可穩 定製得燒成體。所得成型體,係經脫脂後,在氧化雰圍中 1480°C下進行燒成。所得燒成體,則在lOOMPa的氬雰圍 中實施1 500°C 2小時的HIP處理。 (比較例1 ) 作爲原料而準備氧化釔粉末(Y203 ··平均粒徑1〆m 、比表面積11至15g/cm2)及氧化鈽(Ce02:平均粒徑 0.6/zm、比表面積約20g/ cm2 ),將氧化鈽添加量作成 8 0重量%,添加分散劑•黏合劑•脫模劑後實施利用球磨 之粉碎攪拌混合。混合後實施利用噴霧乾燥機之造粒。所 得之造粒粉末係在實施加壓成型後,實施CIP成型。所得 成型體,係經脫脂後,在氧化雰圍中1 650°C下進行燒成。 經添加氧化鈽80重量%之試料,係因脫脂所引起之熱處理 而發生裂紋(crack )以致難於燒成並未能從所得燒成體測 定體積電阻。 (比較例2 ) 比較例2,係高純度的氧化釔燒成體。 (比較例3 ) -22- 201028368 比較例3 ’係純度99.7%的高純度氧化鋁燒成體。 (比較例4) 作爲原料而準備氧化釔粉末(γ2〇3 :平均粒徑i μ ^ 、比表面積1 1至1 5g/ cm2 )及氧化姉(Ce02 :平均粒徑 0.6 # m、比表面積約20g/ cni2 ),將氧化鈽添加量作成 2 0重量% ’添加分散劑•黏合劑•脫模劑後實施利用球磨 Φ 之粉碎攪拌混合。混合後實施利用噴霧乾燥機之造粒。所 得之造粒粉末係在實施加壓成型後,實施CIP成型。如藉 由利用噴霧乾燥機之造粒及CIP處理而使成型體密度提升 時’則可穩定製得燒成體。所得成型體,係經脫脂後,在 氧化雰圍中1 6 5 0 °C下進行燒成。 (比較例5 ) 作爲原料而準備氧化釔粉末(Y2〇3 :平均粒徑1以m ® 、比表面積11至15g/cm2)及氧化姉(Ce〇2 :平均粒徑 0.6/zm、比表面積約20g/ cm2 ),將氧化铈添加量作成 40重量% ’添加分散劑•黏合劑.脫模劑後實施利用球磨 之粉碎攪拌混合。混合後實施利用噴霧乾燥機之造粒。所 得之造粒粉末係在實施加壓成型後,實施CIP成型。如藉 由利用噴霧乾燥機之造粒及CIP處理而使成型體密度提升 時,則可穩定製得燒成體。所得成型體,係經脫脂後,在 氧化雰圍中1 6 5 (TC下進行燒成。 -23- 201028368 (比較例6) 作爲原料而準備氧化釔粉末(γ203 :平均粒徑1 A m 、比表面積1 1至15g/ cm2 )及氧化铈(Ce〇2 :平均粒徑 0.6ym、比表面積約20g/cm2),將氧化姉添加量作成 60重量%,添加分散劑•黏合劑•脫模劑後實施利用球磨 之粉碎攪拌混合。混合後實施利用噴霧乾燥機之造粒。所 得之造粒粉末係在實施加壓成型後,實施CIP成型。如藉 由利用噴霧乾燥機之造粒及CIP處理而使成型體密度提升 時,則可穩定製得燒成體。所得成型體,係經脫脂後,在 氧化雰圍中1 6 5 0 °C下進行燒成。 (比較例7 ) 作爲原料而準備氧化釔粉末(Y2〇3 :平均粒徑1 # m 、比表面積11至15g/cm2)及氧化铈(Ce02:平均粒徑 Ο.ό/ζ m、比表面積約20g/cm2),將氧化铈添加量作成5 重量% ’添加分散劑•黏合劑•脫模劑後實施利用球磨之 ❹ 0 » ί半》昆合。混合後實施利用噴霧乾燥機之造粒。所得 之造粒粉末係在實施加壓成型後,實施CIP成型。如藉由 利用噴霧乾燥機之造粒及CIP處理而使成型體密度提升時 ’貝U可穩定製得燒成體。所得成型體,係經脫脂後,在氧 化雰圍中165 crc下進行燒成。 (比較例8 ) ί乍胃原、料而準備氧化釔粉末(γ2〇3 ••平均粒徑1 μ m -24- 201028368 、比表面積11至l5g/cm2)及氧化鈽(Ce02:平均粒徑 0.6 e m、比表面積約20g/ cm2 ) ’將氧化鈽添加量作成 1 5重量% ’添加分散劑•黏合劑.脫模劑後實施利用球磨 之粉碎攪拌混合。混合後實施利用噴霧乾燥機之造粒。所 得之造粒粉末係在實施加壓成型後,實施CIP成型。如藉 由利用噴霧乾燥機之造粒及CIP處理而使成型體密度提升 時,則可穩定製得燒成體。所得成型體,係經脫脂後,在 φ 氧化雰圍中165(TC下進行燒成。 將於實施例1至8及比較例1中所得之陶瓷構件的密 度、體積電阻係數,表示於表1中。實施例1至8的陶瓷 構件的體積電阻係數係如1χ107Ω · cm以上、1χ1014Ω · cm以下般,製得適合於利用約翰森•拉貝克力之陶瓷構 件。 又,實施例1至8的陶瓷構件係緻密質者。作爲代表 例,將實施例4的陶瓷構件剖面的電子顯微鏡相片,表示 Ο 於第1圖。該陶瓷構件係由均質的組織所成而不存在有氣 孔之緻密的組織者,而製得難於發生絕緣破壞之陶瓷構件 〇 由以上結果可知,於釔氧化物中,以氧化物換算計, 添加鈽元素5重量%以上、60重量%以下之結果,能製作 室溫下體積電阻係數爲1χ107Ω · cm以上、1χ1〇14Ω · cm 以下之陶瓷構件,而製得經利用約翰森•拉貝克力之吸附 力強的靜電吸盤。 -25- 201028368 〔表1〕 組成(重量%) 燒成體密度 (g/cm3) 體積電阻係數 (Ω · cm) Y2〇3 Ce02 B2〇3 實施例1 94 5 1 5.06 3.1X1013 實施例2 89 10 1 5.11 3.0χ10π 實施例3 80 20 0 5.25 5.1χ109 實施例4 60 40 0 5.46 1.6χ107 實施例5 40 60 0 5.77 1.5χ107 實施例6 95 5 0 5.08 9.4χ10η 實施例7 85 15 0 5.19 7.5χ1010 實施例8 79 20 1 5.21 7.7Χ109 比較例1 20 80 0 不能燒成 爲評價本發明之一實施形態的耐蝕性構件的耐電漿性 起見,將實施例1至8及比較例2、3的陶瓷構件,採用 反應性離子蝕刻裝置(reactive ion etchiing device)(阿 寧爾巴(股)製、DEA-5 06 ),蝕刻氣(etching gas )則 使用 CF4 ( 4〇SCcm (每分鐘標準立方厘米))+ 02( lOsccm ),實施1 000W (瓦特)、30小時的電漿照射處 理。將其結果,表示於表2中。 -26- 201028368 〔表2〕 組 成(重量%) 蝕刻速度 (nm/h) Ce〇2 B?〇3 實施例1 94 5 1 78 〜80 實施例2 89 10 1 54 〜62 實施例3 80 20 0 40〜55 實施例4 60 40 0 57〜76 實施例5 40 60 0 65 〜78 實施例6 95 5 0 44〜52 實施例7 85 15 0 51 〜58 實施例8 79 20 1 43 〜60 比較例2 100 0 0 40〜80 比較例3 Al2〇3 220〜300 實施例1至8的陶瓷構件,具有與比較例2的高純度 的氧化釔同等以上的耐電漿性,並與比較例3的高純度氧 化鋁比較時,爲具有非常優異的耐電漿性之情形。 將實施例3至7及比較例4至8的氧化鈽添加量,燒 φ 成雰圍以及最強峰値位置(2Θ / CuK α )的關係,表示於 表3中。 非氧化雰圍燒成後的峰値移位(peak shift ),係按照 氧化鈽添加量而改變,氧化鈽添加量愈多者,有移位量愈 大之傾向。又’經確認移位量愈大者,電阻値愈低之傾向 -27- 201028368 〔表3〕 2 0/。(CuKct) 電阻値(Ω · cm) 實施例3 Ce02 20 重量% 還原雰圍燒成 28.91 5-lxlO9 實施例4 Ce〇2 40 重量% 還原雰圍燒成 28.70 1.6x107 實施例5 Ce02 60重量% 還原雰圍燒成 28.43 1.5χ107 實施例6 Ce02 5重量% 還原雰圍燒成 29.07 9.4x1011 實施例7 Ce02 15 重量% 還原雰圍燒成 28.93 7.5χ1010 比較例4 Ce02 20 重量% 氧化雰圍燒成 29.02 ΙχΙΟ15以上 比較例5 Ce02 40重量% 氧化雰圍燒成 28.98 1χ1〇15以上 比較例6 Ce02 60重量% 氧化雰圍燒成 28.94 lxl〇15以上 比較例7 Ce02 5重量% 氧化雰圍燒成 29.08 lxlO15以上 比較例8 Ce02 15 重量 % 氧化雰圍燒成 28.98 lxl 〇15以上 於實施例3至5的陶瓷構件中,將成型體、大氣燒成 品、HIP品分別的X射線繞射外形(profile )中之最強峰 値位置的變化加以匯集者,表示於第2圖。 在成型體方面,氧化釔的( 222 )賦予峰値( assignment peak)(圖中a)、與氧化铈的(111)賦予峰 値(圖中b),係分離存在者。經過大氣燒成後,2個峰 値變成1個(圖中c),而峰値位置係位置於2個峰値之 間。經過HIP處理後,則觀察有從c的位置往低角度側移 位之情形(圖中d)。此種現象,不管鈽添加量之多寡, 均確認有因HIP處理而有往低角度側移位的表現( behavior) 。 〔產業上之利用領域〕 本發明之要旨,係關於靜電吸盤及其製造方法,而可 提供一種具有高的耐蝕特性,由體積電阻係數低的陶瓷構 -28 - 201028368 件所成之經利用約翰森•拉 克力之吸附力強的靜電吸盤 【圖式簡單說明】 之一實施例之靜電吸盤的陶 〇 之一實施例之靜電吸盤的陶 3 0。時之X射線繞射外形之 第1圖:表示按照本發 瓷構件的電子顯微鏡照片之 第2圖:表按照本發 ® 瓷構件於檢測角度20=28 圖。 Φ 29 -