TW201946204A - 靜電夾頭裝置及其製造方法 - Google Patents

Abstract

一種靜電夾頭裝置（1），其包括：基體（11），一主面為載置板狀試樣的載置面（19）；以及靜電吸附用電極（13），於基體（11）中，設置在與載置面（19）相反側；基體（11）將陶瓷材料作為形成材料，陶瓷材料將氧化鋁與碳化矽作為主成分，於所述氧化鋁的粒界中存在層狀的石墨烯。

Description

靜電夾頭裝置及其製造方法

本發明是有關於一種靜電夾頭裝置及其製造方法。本申請案基於2018年3月30日申請的日本專利特願2018-066941號並主張優先權，且將其內容引用於本發明中。

近年來，於實施電漿步驟的半導體製造裝置中，使用可簡單地固定板狀試樣（晶圓）的靜電夾頭裝置。靜電夾頭裝置包括基體與靜電吸附用電極。基體的一主面成為可載置晶圓的載置面。靜電吸附用電極使靜電力（庫侖力（coulomb force））產生在其與已載置於載置面上的晶圓之間。（例如，參照專利文獻1）。
[現有技術文獻]
[專利文獻]

[專利文獻1]國際公開第2015/137270號

[發明所欲解決之課題]

近年來，於半導體製造製程中，伴隨元件的高積體化或高性能化，要求微細加工技術的進一步的提昇。伴隨於此，對靜電夾頭裝置要求如下的性能。

首先，要求靜電夾頭裝置顯現充分的靜電吸附力。

例如，於半導體裝置的製造步驟中，伴隨半導體裝置的積層化，要求對多層膜進行蝕刻。於對多層膜進行蝕刻的情況下，有時要求於短時間內將蝕刻方向或開口直徑一致的孔形成至深處為止。對多層膜進行蝕刻的情況下所使用的蝕刻裝置與先前的蝕刻裝置相比，投入高輸出功率（高電壓、高電流）的電力進行加工。

於此種情況下，靜電夾頭裝置若不使高頻有效率地透過，即若大量地吸收高頻，則靜電夾頭裝置自身發熱，成為晶圓等處理對象物的溫度上升的原因。若處理對象物的溫度如所述般上升，則可能產生處理條件變得不固定，無法維持加工精度這一課題。另外，形成有多層膜的晶圓存在由熱應力所產生的變形量大的傾向。因此，於對多層膜進行蝕刻的情況下，與先前的對晶圓進行加工的情況相比，要求靜電夾頭裝置以高的吸附力固定晶圓。

於靜電夾頭裝置中，藉由提高施加至靜電吸附用電極中的施加電壓，可獲得高的靜電吸附力。另一方面，若於靜電夾頭裝置中提高施加電壓，則存在損壞作為加工對象物的晶圓上的半導體元件的情況。因此，於靜電夾頭裝置中，要求不增加施加電壓而使吸附力增加。

進而，蝕刻裝置中所使用的靜電夾頭裝置除固定晶圓的功能以外，亦承擔作為產生用於蝕刻處理的電漿的高頻用電極的功能。
因此，需要靜電夾頭裝置的基體具有良好的高頻透過性能，承擔作為高頻透過窗的功能。

靜電夾頭裝置的靜電吸附力依存於構成基體的電介質的相對介電常數。即，基體的相對介電常數越高，靜電吸附力變得越高，故較佳。

本發明是鑒於所述情況而成者，其目的在於提供一種吸附力高、且可使高頻適宜地透過的靜電夾頭裝置及其製造方法。
[解決課題之手段]

為了解決所述課題，本發明的第一形態提供一種靜電夾頭裝置，其包括：基體，一主面為載置板狀試樣的載置面；以及靜電吸附用電極，於所述基體中，設置在與所述載置面相反側；所述基體將陶瓷材料作為形成材料，所述陶瓷材料是將氧化鋁與碳化矽作為主成分、於所述氧化鋁的粒界中存在層狀的石墨烯的燒結體。

於本發明的一形態中，亦可設為所述燒結體進而包含β-SiC型的碳化矽的結構。

於本發明的一形態中，亦可設為所述陶瓷材料於頻率10 Hz中的相對介電常數為12.3以上，且於頻率1 MHz中的相對介電常數為12.5以下的結構。

於本發明的一形態中，所述燒結體所包含的所述β-SiC亦可為所述燒結體的4體積%以上、15體積%以下。

於本發明的一形態中，所述靜電吸附用電極亦可將具有導電性的陶瓷作為形成材料。

於本發明的一形態中，亦可為所述基體僅包含所述陶瓷材料，所述碳化矽僅包含β-SiC型的碳化矽。

於本發明的一形態中，亦可為於第一陶瓷材料中，氧化鋁的晶粒的平均結晶粒徑為2 μm以下，碳化矽的晶粒的平均結晶粒徑為0.2 μm以下，層狀的石墨烯的厚度為5 nm以上、1000 nm以下。

本發明的第二形態提供一種靜電夾頭裝置的製造方法，其是本發明的第一形態的靜電夾頭裝置的製造方法，其包括：於500℃以下的溫度下，以0.3℃/min以上的升溫速度對使包含氧化鋁粒子與碳化矽粒子的混合粒子的顆粒成形而成的成形體進行熱處理的步驟；以及對熱處理後的成形體進行燒結，形成將氧化鋁與碳化矽作為主成分、於所述氧化鋁的粒界中存在層狀的石墨烯的燒結體的步驟。

於本發明的一形態中，對所述成形體進行燒結的步驟亦可於所述惰性氣體環境下的燒結之前，包括於真空環境中，於1600℃以下進行所述成形體的加熱的子步驟。

於本發明的一形態中，進行所述熱處理的步驟亦可於惰性氣體環境下，在常壓下進行。
[發明的效果]

根據本發明，可提供一種具有高的吸附力與高的高頻透過性的靜電夾頭裝置及其製造方法。

對本發明的靜電夾頭裝置及其製造方法的實施方式的較佳例進行說明。再者，於以下的所有圖式中，為了容易觀看圖式，而使各構成元件的尺寸或比率等適宜不同。
再者，本實施方式是為了更良好地理解發明的主旨而進行具體說明者，只要無特別指定，則並不限定本發明。即，本發明並不僅限定於以下所示的實施方式，可於取得其效果的範圍內適宜變更來實施。例如，可於不脫離本發明的主旨的範圍內，對數、數值、量、比率、形狀、位置或特性等進行省略、追加或變更。

＜靜電夾頭裝置＞
以下，一面參照圖1，一面對本實施方式的靜電夾頭裝置1的較佳例進行說明。
再者，於以下所述的圖式中，為了容易觀看圖式，而使各構成元件的尺寸或比率等適宜不同。

圖1是靜電夾頭裝置1的一例的概略剖面圖。圖1中所示的靜電夾頭裝置1具有靜電夾頭部2、溫度調節用底座部3、及樹脂層8。靜電夾頭部2的上表面是載置半導體晶圓等板狀試樣W的載置面19。溫度調節用底座部3將靜電夾頭部2調整成所期望的溫度。樹脂層8將靜電夾頭部2與溫度調節用底座部3黏著一體化。於以下的說明中，有時將載置面19側設為「上」，將溫度調節用底座部3側設為「下」來記載，表示各結構的相對位置。

[靜電夾頭部]
靜電夾頭部2具有載置板（基體）11、支持板12、靜電吸附用電極13、及絕緣材層14。載置板（基體）11的上表面作為載置半導體晶圓等板狀試樣W的載置面19。支持板12設置於載置板11的與載置面19相反側。絕緣層14由載置板11與支持板12夾持，並包圍靜電吸附用電極13的周圍。

[載置板（基體）]
載置板11於載置面19上形成有多個直徑比板狀試樣W的厚度小的突起部30。靜電夾頭裝置1變成多個突起部30支持板狀試樣W的結構。

另外，於載置面19的邊緣形成有邊緣壁17。邊緣壁17形成為與突起部30相同的高度，與突起部30一同支持板狀試樣W。

載置板11的形成材料例如為陶瓷材料。載置板11的形成材料較佳為於頻率10 Hz中的相對介電常數為12.3以上，且於頻率1 MHz中的相對介電常數為12.5以下的陶瓷材料。所述形成材料的於頻率10 Hz中的相對介電常數例如為12.3以上，較佳為12.4以上，更佳為12.5以上，進而更佳為13.0以上。於頻率1 MHz中的相對介電常數例如為12.5以下，進而更佳為12.3以下。
載置板11的形成材料例如為陶瓷材料。載置板11的形成材料較佳為於頻率0.2 kHz中的相對介電常數為12.25以上，且於頻率1 MHz中的相對介電常數為12.5以下的陶瓷材料。所述形成材料的於頻率0.2 kHz中的相對介電常數較佳為12.25以上，更佳為12.3以上，亦可為12.4以上或12.5以上。於頻率1 MHz中的相對介電常數例如為12.5以下，進而更佳為12.3以下。
以下，有時將作為載置板11的形成材料的陶瓷材料稱為「第一陶瓷材料」。再者，載置板11較佳為僅包含陶瓷材料。

載置板11藉由所述形成材料的於頻率10 Hz中的相對介電常數為所述範圍，當對靜電吸附用電極13施加了電壓時，可於載置面19上良好地保持晶圓。另外，載置板11藉由形成材料的於頻率0.2 kHz中的相對介電常數為所述範圍，當對靜電吸附用電極13施加了電壓時，亦可於載置面19上良好地保持晶圓。

另外，載置板11藉由於頻率1 MHz中的相對介電常數為所述範圍，當對靜電吸附用電極13施加了電壓時，可於載置面19上良好地保持晶圓。

此處，「頻率10 Hz」是接近對靜電吸附力產生影響的直流的頻率。頻率10 Hz以下的電壓中包含直流電壓。

另外，「頻率1 MHz」是包含於蝕刻裝置中產生電漿的頻段的頻率。

載置板11的形成材料較佳為於-80℃以上、130℃以下的溫度範圍內的體積固有電阻值為5×10¹³ Ω・cm以上，更佳為於-80℃以上、150℃以下的溫度範圍內體積固有電阻值亦為5×10¹³ Ω・cm以上，更佳為1×10¹⁴ Ω・cm以上。上限值可任意地選擇，若舉例，則可列舉1×10¹⁶ 以下等。另外，載置板11的形成材料更佳為於-80℃以上、130℃以下的溫度範圍內的體積固有電阻值為1×10¹⁴ Ω・cm以上，進而更佳為於-80℃以上、150℃以下的溫度範圍內體積固有電阻值亦為1×10¹⁴ Ω・cm以上。

藉由將載置板11的形成材料設為此種第一陶瓷材料，可製成對應於自低溫區域至高溫區域為止的大的溫度範圍、吸附力高、具有良好的高頻透過性的靜電夾頭裝置。

作為如上所述的第一陶瓷材料，較佳為將絕緣材料作為基質、使導電性材料分散於基質中而成的複合材料。導電性材料是具有導電性的材料。關於此種複合材料的相對介電常數、介電損失、體積固有電阻值的各值，可如以下般考慮。

複合材料的相對介電常數依存於內部的極化結構（polarization structure）。極化大致分類成電子極化、離子極化、配向極化、界面極化。複合材料的相對介電常數是起因於所述各極化的相對介電常數的和。於已考慮用作靜電夾頭裝置的形成材料的情況下，設想暴露於高頻中這一使用環境。於此情況下，複合材料的相對介電常數大受電子極化與界面極化的影響。

電子極化不伴有電介質內的電荷的移動。因此，即便於高頻率區域中，極化亦得到維持。

相對於此，界面極化伴有電介質的電荷的移動。若頻率變高，則電荷的移動無法追隨極的變化（反轉）。因此，起因於界面極化的相對介電常數於頻率高的區域中，不伴隨頻率的增加而增加。另一方面，起因於界面極化的相對介電常數於頻率低的區域中，伴隨頻率的增加而增加。此處，所謂頻率高的區域，例如是指1 MHz以上的區域或20 MHz以上的區域，所謂頻率低的區域，例如是指200 Hz以下的區域或20 Hz以下的區域，但並不限定於所述例子。

界面極化於電阻不同的材料的界面上產生。因此，藉由使導電性材料等電阻值比絕緣材料低的材料分散於作為所述複合材料等的基質的絕緣材料中，而可產生界面極化。

界面極化依存於界面的面積。若於複合材料中界面的面積變大，則進行界面極化的部位增加。即，若於複合材料中界面的面積變大，則起因於界面極化的相對介電常數增加。例如，若導電性材料的粒徑小，則界面的面積變大，複合材料的相對介電常數變大。

另外，若複合材料中所含有的導電性材料的量多，則複合材料的相對介電常數變大。但是，若導電性材料過多，則導電性材料彼此接觸，形成經由導電性材料的導電性路徑。因此，複合材料中所含有的導電性材料的量較佳為導電性材料彼此不接觸的範圍。此處，導電性路徑是指具有導電性的路徑。

若作為基質的絕緣材料中所含有的金屬雜質量多，則複合材料的介電損失變大。另外，若複合材料中所含有的導電性材料的量多，則複合材料的介電損失變大。

若複合材料中所含有的導電性材料的量多，則複合材料的體積固有電阻值變低。
另外，若作為基質的絕緣材料中的金屬雜質含量多，則所述複合材料的體積固有電阻值變低。

進而，若將共價結合性高、晶格缺陷少、雜質量少的材料用作作為基質的絕緣材料，則高溫溫度區域中的複合材料的體積固有電阻值變低。

再者，作為導電性材料，較佳為難以與導電性材料中所含有的雜質元素或絕緣材料進行反應，或者即便進行了反應，亦難以產生體積固有電阻值比絕緣材料低的相的材料。進而，作為導電性材料，適宜的是當已擴散於基質中時，不使作為基質的絕緣材料中產生晶格缺陷的材質。
再者，具有高的高頻透過性亦可藉由頻率的變化與介電常數的差來確認。例如，亦可藉由頻率0.2 kHz與1000 kHz中的介電常數的差為0.2以上、且0.2 kHz中的相對介電常數具有12.25以上來確認。另外，亦可藉由10 Hz與1000 kHz中的介電常數的差為0.25以上、且10 Hz中的相對介電常數具有12.3以上來確認。

（組成）
具有如上所述的物性的第一陶瓷材料是將氧化鋁與碳化矽作為主成分、於氧化鋁的粒界中存在層狀的石墨烯的燒結體。所述材料較佳為包含氧化鋁、層狀的石墨烯、及作為碳化矽的β-SiC型的碳化矽的燒結體。以下，將β-SiC型的碳化矽僅稱為「β-SiC」。再者，所述主成分亦可意味著於形成第一陶瓷材料的原材料中，氧化鋁的含量最多，碳化矽第二多。或者，亦可為於已形成的第一陶瓷材料中含量最多的材料是氧化鋁，含量第二多的材料是碳化矽。於後者的情況下，含量第三多的材料可為石墨烯。再者，氧化鋁與碳化矽的合計於第一陶瓷中所占的比例可為90體積%～99.999體積%，亦可為97體積%～99.99體積%。
另外，第一陶瓷材料亦可為將氧化鋁與石墨烯作為主成分的燒結體。
可藉由碳化矽的熱分解等來形成石墨烯。於第一陶瓷材料中，只要可獲得較佳的效果，則已形成的石墨烯的量可比所述材料中所含有的碳化矽的量少、或者亦可比所述材料中所含有的碳化矽的量多。任意地選擇自碳化矽形成石墨烯的比例，例如相對於第一陶瓷材料中所含有的碳化矽的總量，石墨烯的量較佳為0.1%～20%，亦可為0.5～10。
氧化鋁與碳化矽的比例可任意地選擇，例如作為體積比，較佳為氧化鋁：碳化矽＝96：4～85：15，更佳為更佳為94：6～90：10。

第一陶瓷材料較佳為碳化矽，較佳為β-SiC的晶粒於已被作為基質材料的氧化鋁包圍的狀態下分散。

於第一陶瓷材料中，於氧化鋁的粒界中存在層狀的石墨烯。所謂於氧化鋁的粒界中存在層狀的石墨烯是表示氧化鋁的晶粒彼此於至少一部分中經由層狀的石墨烯而聚集。
層狀的石墨烯的層數並無特別限定，例如可為1以上、或3以上、或5以上。上限數可任意地選擇，例如可為3000以下，亦可為200以下或20以下。

於使用此種第一陶瓷材料而形成了載置板11的情況下，若對後述的靜電吸附用電極13施加靜電吸附用的直流電壓，則於作為絕緣材料的氧化鋁的晶粒與作為導電性材料的碳化矽，較佳為β-SiC的晶粒及層狀的石墨烯的界面上產生界面極化。此處所述的界面可包含氧化鋁的晶粒與β-SiC的界面、氧化鋁的晶粒與層狀的石墨烯的界面、β-SiC與層狀石墨烯的界面的任一者。其結果，與僅包含氧化鋁的陶瓷材料相比，相對介電常數增加。

另一方面，於使用第一陶瓷材料所形成的載置板11中，所述晶粒的界面極化難以追隨於蝕刻裝置中為了電漿的產生及電漿狀態的控制而施加的高頻。因此，使用第一陶瓷材料所形成的載置板11與僅由氧化鋁形成的載置板相比，不存在相對於高頻的相對介電常數的增加，高頻透過性難以下降。

於第一陶瓷材料中，碳化矽，較佳為β-SiC於第一陶瓷材料整體（以下，有時僅稱為「燒結體整體」）中所占的體積比例如較佳為4體積%以上，更佳為6體積%以上。另外，碳化矽，較佳為β-SiC於燒結體整體中所占的體積比例如較佳為15體積%以下，更佳為10體積%以下。關於β-SiC的體積比，上限值及下限值可任意地組合。

於第一陶瓷材料中，藉由將碳化矽，較佳為β-SiC的體積比設為燒結體整體的4體積%以上，可使燒結體的相對介電常數增加。另外，於第一陶瓷材料中，藉由將碳化矽，較佳為β-SiC的體積比設為燒結體整體的15體積%以下，可抑制SiC粒子彼此的接觸，而難以產生經由SiC粒子的電荷轉移。藉此，可抑制燒結體的電阻值的下降。
於第一陶瓷材料中，氧化鋁於第一陶瓷材料整體中所占的體積比例如較佳為85體積%以上，更佳為87體積%以上，進而更佳為90體積%以上。所述體積比較佳為96體積%以下，更佳為94體積%以下。

（結晶粒徑）
另外，於第一陶瓷材料中，氧化鋁的晶粒的平均結晶粒徑可任意地選擇，但較佳為2 μm以下，亦可為1.5 μm以下。碳化矽的晶粒的平均結晶粒徑，較佳為β-SiC的晶粒的平均結晶粒徑可任意地選擇，但較佳為0.2 μm以下，亦可為0.1 μm以下。所述粒徑的下限值可任意地選擇，若舉例，則例如可為0.01 μm以上。再者，所述平均結晶粒徑的值可藉由利用例如使用掃描電子顯微鏡（Scanning Electron Microscope，SEM）的SEM觀察法，對進行了鏡面研磨、蝕刻處理的面進行測定而獲得。下限可藉由利用例如穿透式電子顯微鏡的測定而獲得。

若構成第一陶瓷材料的氧化鋁及碳化矽的平均結晶粒徑，較佳為β-SiC的平均結晶粒徑為如上所述的值，則氧化鋁與β-SiC等碳化矽的接觸面積變大。於氧化鋁與β-SiC等碳化矽的界面上產生界面極化。因此，於等量的SiC量的添加時，使β-SiC等碳化矽變細，使β-SiC比表面積變大，藉此氧化鋁與β-SiC的接觸面積變大，可提高界面極化的效果。

另外，若構成第一陶瓷材料的氧化鋁及β-SiC等碳化矽的平均結晶粒徑為如上所述的值，則於載置板11已暴露於電漿中的情況下，載置板11的表面因如下的理由而變得難以粗化。即，不產生粗化而較佳。

首先，氧化鋁由於是六方晶系，因此因結晶方位而於電漿的蝕刻速度中產生差異。因此，於載置板11已暴露於電漿中的情況下，於載置板表面的氧化鋁部分中，容易產生起因於蝕刻速度的差異的凹凸。但是，藉由使氧化鋁的結晶粒徑變小成2 μm以下，則可減少由起因於結晶方位的蝕刻速度差所產生的凹凸。

另外，β-SiC等碳化矽與氧化鋁相比，對於氟氯碳化物（chlorofluorocarbon）系的電漿的耐蝕性欠佳。但是，β-SiC由於是正方晶系，因此不存在由結晶方位所引起的蝕刻速度的差異。因此，於載置板11已暴露於電漿中的情況下，於載置板表面的β-SiC部分中，難以產生起因於蝕刻速度的差異的凹凸。

此外，所述第一陶瓷材料的β-SiC等碳化矽的平均結晶粒徑與氧化鋁的平均結晶粒徑相比足夠小。因此，即便假設載置板表面的β-SiC部分已全部被蝕刻，所形成的凹部相對於氧化鋁的晶粒亦足夠小，而難以產生高低差。

根據以上所述，於將所述第一陶瓷材料作為形成材料的載置板表面上難以產生凹凸。

於第一陶瓷材料中，所謂層狀的石墨烯，是構成石墨的單原子薄膜。石墨是碳原子於平面上具有蜂窩結構（正六邊形無間隙地排列的結構）的石墨烯進行積層而成者。於本實施方式中，層狀的石墨烯較佳為20層以下。較佳為20層以下的理由是隨著積層數變多，石墨烯特有的優異的導電性下降。

層狀的石墨烯的厚度可任意地選擇，但較佳為0.1 nm以上、1000 nm以下，更佳為0.3 nm以上、100 nm以下。

若構成第一陶瓷材料的層狀的石墨烯的厚度為如所述般的值，則氧化鋁與層狀的石墨烯的接觸面積變大。於氧化鋁與層狀的石墨烯的界面上亦產生界面極化。因此，使層狀的石墨烯的厚度變小，使層狀的石墨烯的比表面積變大，藉此氧化鋁與層狀的石墨烯的接觸面積變大。即，藉由層狀的石墨烯的厚度處於如上所述的範圍內，可提高界面極化的效果。
關於層狀的石墨烯的有無或厚度，例如可製作基體的薄片，變更位置來拍攝20張觀測倍率為5萬～50萬倍的掃描式穿透電子顯微鏡像，並確認層狀的石墨烯的有無或厚度。

（其他）
若於第一陶瓷材料中含有β-SiC，則於載置板11的表面已暴露於電漿中的情況下，藉由如下的機制，可減少載置板表面的由異常放電所引起的損傷。

於載置板11已暴露於電漿中的情況下，電漿中的電子、離子與載置板11的表面碰撞，並自表面中放出二次電子。藉此，載置板11的表面帶正電。另外，於已帶電的載置板11的表面上，藉由電漿中的電子進一步碰撞而進一步帶電。進而，若載置板11的表面帶正電，則將電子吸引至載置板11的表面。因此，若載置板11的表面帶正電，則經加速的電子與載置板11碰撞。其結果，於載置板11的表面上產生雷閃放電（lightning discharge），而引起載置板11的表面的損傷及載置板11的絕緣崩潰（dielectric breakdown）。

另一方面，於構成載置板11的第一陶瓷材料中，當β-SiC的晶粒分散於氧化鋁的基質中時，自β-SiC供給電子，藉此抑制載置板11的表面的帶電。其結果，可抑制載置板的損傷（由雷閃放電所引起的放電崩潰（discharge breakdown））。

另外，由於β-SiC粒子比氧化鋁粒子小，因此電場難以朝β-SiC粒子集中。即，可減少由電場集中於β-SiC所引起的放電。同樣地，由於層狀的石墨烯的厚度比氧化鋁粒子小，因此電場難以朝層狀的石墨烯集中。即，可減少由電場集中於層狀的石墨烯所引起的放電。

[支持板]
支持板12自下側支持靜電吸附用電極13。支持板12將具有絕緣性的陶瓷材料作為形成材料。詳細而言，支持板12將於頻率1 MHz中的相對介電常數為12.5以下的陶瓷材料作為形成材料。因此，支持板12具有作為良好的高頻透過窗的功能。

另外，支持板12較佳為熱膨脹係數近似於後述的靜電吸附用電極13的熱膨脹係數。藉由支持板12的熱膨脹係數近似於靜電吸附用電極，可抑制使用時的支持板12與靜電吸附用電極13的界面剝離。

支持板12較佳為包含具有機械強度與對於腐蝕性氣體及電漿的耐久性的絕緣性的陶瓷燒結體者。作為此種支持板12的形成材料，例如為氧化鋁-碳化矽（Al₂ O₃ -SiC）複合燒結體、氧化鋁（Al₂ O₃ ）燒結體、氮化鋁（AlN）燒結體、氧化釔（Y₂ O₃ ）燒結體，但並不限定於所述材料。

另外，亦可將支持板12設為聚醯亞胺等絕緣性的樹脂，藉此具有廉價且容易加工的結構。

[靜電吸附用電極]
於靜電吸附用電極13中，藉由施加電壓而產生將板狀試樣W保持於載置面19上的靜電吸附力。

靜電吸附用電極13只要是耐熱性優異的導電性材料，則並無特別限制，但較佳為熱膨脹係數近似於靜電吸附用電極13及支持板12的熱膨脹係數者。

其中，靜電吸附用電極13較佳為具有導電性的陶瓷材料。以下，有時將靜電吸附用電極13的形成材料稱為「第二陶瓷材料」。

於將靜電吸附用電極13的形成材料設為鉬、鎢、鈮等金屬材料的情況下，於加熱至高溫的使用時，存在該些金屬材料的金屬原子擴散至載置板11的內部的情況。於是，存在已擴散至載置板11中的該些金屬材料的金屬原子使載置板11中所含有的氧化鋁的共價結合性下降，產生載置板11的高溫下的體積固有電阻值的下降及脫離特性的下降的情況。

另外，於高溫下，鉬、鎢、鈮等金屬材料與載置板11中所含有的β-SiC進行反應，而生成各種碳化物或矽化物（silicide）。該些反應產物成為載置板11的耐電壓下降的原因。

相對於此，於將具有導電性的陶瓷材料用作靜電吸附用電極13的形成材料的情況下，可避免如所述般靜電吸附用電極13的形成材料為金屬材料的情況下所預計的不良情況。

靜電吸附用電極13可藉由燒結或熱而與載置板11接合。另外，於支持板12的形成材料為陶瓷材料的情況下，靜電吸附用電極13亦可藉由燒結或熱而與支持板12接合。

於靜電吸附用電極13藉由燒結或熱而與載置板11接合的情況下，第二陶瓷材料較佳為絕緣性陶瓷材料與導電性材料的複合材料。

作為絕緣性陶瓷材料，較佳為氧化鋁，其原因在於：容易與載置板11產生藉由燒結或熱的接合。

作為導電性材料的例子來列舉的含有碳的導電性陶瓷材料較佳為碳化鉭、碳化鉬、碳化鈦、碳化矽，其原因在於：耐熱性優異。

作為導電性材料的例子來列舉的碳材料可例示針狀碳、石墨。

第二陶瓷材料較佳為第二陶瓷材料中的導電性材料的含有率為1體積%以上、60體積%以下，更佳為3體積%以上、30體積%以下。若導電性材料的含有率為1體積%以上，則可確保作為靜電吸附用電極13所需要的導電性。另外，若導電性材料的含有率為60體積%以下，則可減少由載置板11與靜電吸附用電極13的熱膨脹係數差所引起的破損。另外，藉由將導電性材料的含有率設為3%以上、30%以下，可更適宜地獲得所述效果。

靜電吸附用電極13為了使高頻良好地透過，較佳為形成得薄。因此，靜電吸附用電極13的厚度較佳為50 μm以下，更佳為20 μm以下。再者，就穩定地保持晶圓的觀點而言，靜電吸附用電極13較佳為2 μm以上，進而更佳為4 μm以上。

另外，為了於對靜電吸附用電極13施加了電壓時可立即獲得靜電吸附力，靜電吸附用電極13的形成材料的體積固有電阻值較佳為0.01 Ω・cm以上、10000 Ω・cm以下，更佳為0.1 Ω・cm以上、10000 Ω・cm以下。

[絕緣材層]
絕緣材層14圍繞靜電吸附用電極13來保護靜電吸附用電極13遠離腐蝕性氣體及其電漿。此外，除靜電吸附用電極13以外，絕緣材層14將載置板11與支持板12的邊界部接合一體化。

絕緣材層14包含與構成載置板11及支持板12的材料相同的組成、或主成分相同的絕緣材料。

[加熱器元件]
於靜電夾頭部2的下表面側設置有加熱器元件5。作為一例，加熱器元件5可藉由如下方式而獲得：利用光微影法或雷射加工，將厚度為0.2 mm以下，較佳為0.1 mm左右的具有固定的厚度的非磁性金屬薄板，例如鈦（Ti）薄板、鎢（W）薄板、鉬（Mo）薄板等加工成所期望的加熱器形狀，例如將使帶狀的導電薄板蜿蜒的形狀的整體輪廓加工成圓環狀。

此種加熱器元件5可藉由將非磁性金屬薄板黏著於靜電夾頭部2上後，於靜電夾頭部2的表面上進行加工成型來設置，亦可藉由將在與靜電夾頭部2不同的位置上對加熱器元件5進行加工成形而成者轉印印刷至靜電夾頭部2的表面上來設置。

黏著層4是為了將加熱器元件5黏著於靜電夾頭部2的下表面側（支持板12的底面）而設置。黏著層4具有與加熱器元件5相同的平面形狀。

作為黏著層4，可使用厚度均勻的具有耐熱性及絕緣性的片狀或膜狀的黏著性樹脂。作為黏著層4的形成材料，可採用聚醯亞胺樹脂、矽酮樹脂、環氧樹脂等。

[溫度調整用底座部]
溫度調節用底座部3是用於將靜電夾頭部2調整成所期望的溫度者，且為具有厚度的圓板狀者。作為該溫度調節用底座部3，例如適宜的是於其內部形成有使冷媒循環的流路3A的液冷底座等。

作為構成溫度調節用底座部3的材料，只要是導熱性、導電性、加工性優異的金屬，或包含所述金屬的複合材料，則並無特別限制。例如可適宜地使用鋁（Al）、鋁合金、銅（Cu）、銅合金、不鏽鋼（SUS）等，但並不限定於所述例子。該溫度調節用底座部3的至少暴露於電漿中的面較佳為已被實施耐酸鋁處理、或形成有氧化鋁等絕緣材料的噴鍍膜。

[樹脂層]
樹脂層8設置於靜電夾頭部2與溫度調節用底座部3之間。樹脂層8具有如下的作用：將黏著有加熱器元件5的靜電夾頭部2與溫度調節用底座部3黏著一體化，並且於使用時緩和靜電夾頭部2被加熱而產生的熱應力。

樹脂層8較佳為於樹脂層8的內部，或樹脂層8與靜電夾頭部2、樹脂層8與加熱器元件5、樹脂層8與溫度調節用底座部3的界面上空隙或缺陷少。若於該些位置上形成有空隙或缺陷，則存在熱傳遞性下降而阻礙板狀試樣W的均熱性的情況。

樹脂層8例如由對矽酮系樹脂組成物進行加熱硬化而成的硬化體或丙烯酸樹脂形成。樹脂層8較佳為藉由例如將具有流動性的樹脂組成物配置於靜電夾頭部2與溫度調節用底座部3之間後，進行加熱硬化而形成。藉由所述方法來進行樹脂層8的形成，藉此靜電夾頭部2與溫度調節用底座部3之間的凹凸由樹脂層8填充，樹脂層8於樹脂層8的內部，或樹脂層8與靜電夾頭部2、樹脂層8與加熱器元件5、樹脂層8與溫度調節用底座部3的界面上難以產生空隙或缺陷。因此，可使樹脂層8的導熱特性於面內變得均勻，而可提高靜電夾頭部2的均熱性。

[其他結構]
靜電夾頭裝置1具有於厚度方向上貫穿靜電夾頭部2的未圖示的氣體供給孔、及升降頂桿（lift pin）插通孔。氣體供給孔及升降頂桿插通孔於載置面19上開口。
朝氣體供給孔中供給He等的冷卻氣體。已自氣體導入孔導入的冷卻氣體在載置面19與板狀試樣W的下表面之間的間隙、或多個突起部30之間流動而對板狀試樣W進行冷卻。

支持板狀試樣W並使板狀試樣W上下移動的未圖示的升降頂桿插通於升降頂桿插通孔中。

靜電夾頭裝置1成為如以上般的結構。

＜靜電夾頭裝置的製造方法＞
繼而，對本實施方式的靜電夾頭裝置的製造方法的較佳例進行說明。於以下的說明中，尤其對所述載置板11的製造方法進行詳述。

本實施方式的靜電夾頭裝置的製造方法是所述實施方式的靜電夾頭裝置的製造方法。本實施方式的靜電夾頭裝置的製造方法包括：於500℃以下的溫度下，以0.3℃/min以上的升溫速度對使包含氧化鋁粒子與碳化矽粒子的混合粒子的顆粒成形而成的、例如單軸成形而成的成形體進行熱處理的步驟（以下，稱為「步驟A」）；以及對熱處理後的成形體進行燒結，形成將氧化鋁與碳化矽作為主成分、於氧化鋁的粒界中存在層狀的石墨烯的燒結體的步驟（以下，稱為「步驟B」）。

作為載置板11的起始原料，例如使用氧化鋁粒子與β-SiC粒子。

氧化鋁粒子較佳為平均粒徑為0.05 μm以上、0.5 μm以下者，更佳為平均粒徑為0.05 μm以上、0.2 μm以下者。

所使用的氧化鋁粒子較佳為氧化鋁的含量為99.99%以上。此種高純度的氧化鋁粒子可藉由使用明礬法來製備。例如，若與使用拜耳法所製備的氧化鋁粒子相比，則使用明礬法所製備的氧化鋁粒子可大幅度地減少作為金屬雜質的鈉原子的含量。另外，只要可獲得所期望的純度的氧化鋁粒子，則可採用各種方法。例如，即便是使用拜耳法所調整的氧化鋁，只要是氧化鋁的含量為99.99%以上的氧化鋁，便可使用。

β-SiC粒子較佳為平均粒徑為0.1 μm以下、金屬雜質量為200 ppm以下者。另外，作為β-SiC粉末，較佳為藉由熱電漿化學氣相沈積（Chemical Vapor Deposition，CVD）所合成的粉末。β-SiC粒子的平均粒徑的下限可任意地選擇，例如亦可為0.01 μm以上。

藉由熱電漿CVD所合成的β-SiC粒子為球形，粒徑的偏差少，粒子彼此的固著少。因此，藉由熱電漿CVD所合成的β-SiC粒子朝溶劑中的分散性優異。

繼而，將該些起始原料投入至加入有分散劑的溶液中，利用超音波分散裝置進行預分散。其後，利用眾所周知的雙流粒子碰撞型的粉碎混合裝置，藉由對已分散於分散媒中的氧化鋁粒子與β-SiC粒子分別加壓而高速地噴射來一面使該些粒子相互碰撞一面進行混合。藉此，可獲得氧化鋁粒子與β-SiC粒子已被粉碎的粉碎粒子，另外，可獲得包含將該些粉碎粒子混合而成的混合粒子的分散液。

當使氧化鋁粒子與β-SiC粒子碰撞時，大的粒子的碰撞時的動能大，而容易被粉碎。另一方面，小的粒子的碰撞時的動能小，而難以被粉碎。因此，利用雙流粒子碰撞型的粉碎混合裝置所獲得的氧化鋁粒子與β-SiC粒子為粗大粒子或過度粉碎的粒子少的粒子。換言之，變成粒度分佈範圍狹小的粒子。因此，若使用利用雙流粒子碰撞型的粉碎混合裝置進行粉碎混合而成的混合粒子，則於步驟B（燒結步驟）中，可抑制將粗大粒子作為核的異常晶粒成長（abnormal grain growth）。

另外，例如與利用球磨機或珠磨機等粉碎介質（media）進行粉碎混合的方法相比，利用雙流粒子碰撞型的粉碎混合裝置進行粉碎混合的方法可抑制起因於介質的破損的雜質的混入。

因此，藉由利用雙流粒子碰撞型的粉碎混合裝置將原料的粒子彼此混合，可獲得粒徑更均勻的燒結體。

繼而，利用眾所周知的噴霧乾燥裝置對所獲得的分散液進行乾燥，藉此獲得包含氧化鋁粒子與β-SiC粒子的混合粒子的顆粒。

繼而，使所獲得的顆粒對應於作為目標的燒結體的形狀而成形，製成圓盤狀的成形體。顆粒的形成例如進行單軸成形（單軸擠壓成型）等。以下，以進行單軸成形（單軸擠壓成形）的情況為例進行記載。

繼而，於惰性氣體環境下，在燒結壓力為10 MPa以上、50 MPa以下的範圍內，以1600℃以上、1850℃以下對所獲得的成形體進行燒結（步驟B）。作為惰性氣體環境，較佳為氬氣環境。進行步驟B時的溫度較佳為1650℃以上、1850℃以下，更佳為1700℃以上、1800℃以下。進行步驟B時的燒結壓力較佳為20 MPa以上、45 MPa以下，更佳為25 MPa以上、40 MPa以下。

再者，於步驟B之前，亦可進行以下的前處理（步驟A）。
首先，於惰性氣體環境下，在常壓下，不對經單軸成形的成形體進行擠壓而進行熱處理，去除成形體中所含有的水分或分散媒等夾雜物。此處，作為惰性氣體，例如可使用氮氣或氬氣，但並不限定於該些氣體。所謂常壓，是指不進行加壓。進行熱處理時的溫度只要不使成形體改質而可自成形體中去除夾雜物，則並無特別限定，例如為500℃。

所述熱處理（步驟A）中的熱處理溫度為500℃以下，較佳為400℃以下。步驟A中的升溫速度較佳為0.3℃/min以上、且2.0℃/min以下，更佳為0.5℃/min以上、且1.5℃/min以下。藉由將熱處理溫度及升溫速度設為所述範圍，於熱處理（步驟A）中，可於混合粒子中所含有的氧化鋁粒子的粒界中形成層狀的石墨烯，另外，藉由將步驟A中的升溫速度設為0.3℃/min以上，即使於頻率低的區域中亦可獲得充分的介電常數。

另外，所述燒結（步驟B）亦可進而包含下述所示的預加熱步驟。
預加熱步驟是於對已由步驟A進行了熱處理的成形體進行步驟B中的燒結之前進行的步驟。預加熱步驟是於真空環境中對成形體進行加熱（預加熱）。以下，有時將預加熱步驟中的加熱稱為預加熱。預加熱的溫度只要是1600℃以下，則並無特別限定，例如可為400℃～1300℃，亦可為500℃～1200℃，亦可為600℃～1000℃。另外，預加熱的時間例如可為2小時～8小時，亦可為4小時～6小時。亦可於常壓下不進行擠壓而進行該加熱。或者，預加熱亦可為加壓燒結。

根據預加熱步驟，藉由適宜設定預加熱的溫度，混合粒子中所含有的鹼金屬等金屬雜質蒸發，可容易地去除金屬雜質。因此，根據預加熱步驟，變得容易提昇混合粒子的純度，且變得容易控制載置板11的頻率特性。

因此，根據預加熱步驟，變得容易提昇混合粒子的純度，且變得容易控制載置板11的頻率特性。

再者，於本實施方式中，所謂「真空」是「已充滿壓力比大氣壓低的氣體的空間內的狀態」，且是指於日本工業標準（Japanese Industrial Standards，JIS）規格中作為可於工業上利用的壓力所定義的狀態。於本實施方式中，真空環境可為低真空（100 Pa以上），但若為中真空（0.1 Pa～100 Pa），則較佳，若為高真空（10^-5 Pa～0.1 Pa），則更佳。
另外，於本實施方式中，所謂「常壓」可為大氣壓，亦可為藉由某些裝置等，於不對環境進行加壓或減壓的條件下所獲得的狀態。

於本實施方式中，例如於真空環境下，以1200℃預加熱4小時以上後，藉由氬氣來使氣壓回到大氣壓為止。其後，於所述條件下對成形體進行燒結，藉此可獲得作為載置板11的原料的燒結體。

繼而，對所獲得的燒結體進行研削而製成圓板，進而實施加工來製作載置板11。

另外，對以與載置板11相同的方式形成的燒結體進行研削而製成圓板，進而於圓板的俯視中央部形成貫穿孔。將與貫穿孔互補地嵌合的導電性陶瓷製的圓柱插入、固定於貫穿孔中。已插入的圓柱的高度與圓板的厚度大致相同，圓柱的兩端部變成與圓板的表面相同的平面。將如所述般進行了加工的圓板用作所述支持板12。
藉由將載置板11與支持板12設為相同的材質，可消除載置板11與支持板12的熱膨脹的差。

將絕緣性陶瓷材料的粉末與導電性材料的粉末的混合粉末的分散液網版印刷於所獲得的支持板12上。該混合粉末是形成靜電吸附用電極的所述第二陶瓷材料的原料。

另外，於該支持板12的塗佈面上，將絕緣性陶瓷粉末的分散液網版印刷於應賦予絕緣性的位置上。作為「應賦予絕緣性的位置」，可列舉：形成對載置面供給冷卻用氣體的氣體供給孔的位置、形成使升降頂桿插通的升降頂桿插通孔的位置、支持板12的邊緣部即對應於所述絕緣材層14的位置的附近等。

使經網版印刷的分散液乾燥後，將載置板11載置於所形成的塗膜上，而獲得依次積層有載置板11、塗膜、支持板12的積層體。於氬氣環境下，以比積層體進行燒結的溫度的最高溫度低的溫度對該積層體進行加壓接合。將如所述般進行了加工的接合體用作所述靜電夾頭部2。

使用厚度均勻的具有耐熱性及絕緣性的片狀或膜狀的黏著性樹脂，將非磁性金屬薄板黏著於所獲得的接合體的支持板12側的面上。其後，對非磁性金屬薄板進行蝕刻來製作加熱器元件5。

繼而，針對製作了加熱器元件5的接合體，於較佳的位置上形成貫穿接合體的氣體供給孔、及升降頂桿插通孔。

繼而，將供電用電極焊接於加熱器圖案上。

繼而，使用耐熱性高的黏著劑將靜電夾頭部2固定於溫度調節用底座部3上，藉此可製作靜電夾頭裝置1。

根據如以上般的結構的靜電夾頭裝置，自室溫至高溫區域為止具有高的吸附力與良好的脫離特性，可實現更良好的高頻透過性。

再者，於本實施方式中，設為具有加熱器元件5，但亦可設為不具有加熱器元件5的靜電夾頭裝置。

以上，一面參照隨附圖式，一面對本發明的適宜的實施方式例進行了說明，但本發明當然不限定於所述例子。於所述例子中所示的各構成構件的各種形狀或組合等為一例，可於不脫離本發明的主旨的範圍內根據設計要求等進行各種變更，可將各種實施方式加以組合來進行。
[實施例]

以下，藉由實施例及比較例來更具體地說明本發明，但本發明並不限定於以下的實施例。於以下的實施例中，適宜使用所述實施方式中所使用的符號來進行說明。

[實施例1]
作為起始原料，使用平均粒徑為0.03 μm且藉由熱電漿CVD所合成的β-SiC型的碳化矽（β-SiC）粒子、及平均粒徑為0.1 μm的氧化鋁（Al₂ O₃ ）粒子。

以相對於β-SiC粒子與Al₂ O₃ 粒子的總量，β-SiC粒子變成8體積%的方式，秤量該些粒子。繼而，將該些粒子投入至加入有分散劑的蒸餾水中。利用超音波分散裝置對投入有β-SiC粒子與Al₂ O₃ 粒子的分散液進行分散處理後，利用雙流粒子碰撞型的粉碎混合裝置進行粉碎混合。

利用噴霧乾燥裝置對所獲得的混合溶液進行噴霧乾燥，而製成β-SiC與Al₂ O₃ 的混合粒子。

於8 MPa的擠壓壓力下對混合粒子進行單軸擠壓成形，而製成直徑320 mm×厚度15 mm的成形體。

繼而，於氮氣環境下，不施加擠壓壓力而以0.5℃/min的升溫速度升溫至385℃為止來對成形體進行熱處理，去除水分及分散劑（夾雜物）。

將所獲得的成形體設置於石墨製的模具中，進行加壓燒結。燒結條件於1100℃之前設為真空環境下、擠壓壓力5 MPa。其後，於氬氣環境下，擠壓壓力為40 MPa，升溫至1800℃為止來進行燒結。

對所獲得的燒結體進行加工，製作直徑310 mm×厚度3 mm的成形體。所獲得的成形體相當於所述實施方式中的「載置板」。

另外，對以相同方式獲得的燒結體進行加工，製成直徑310 mm×厚度3 mm的成形體，進而於成形體的中央部形成直徑為3 mm的貫穿孔。將對照貫穿孔的形狀對氧化鋁-碳化鉭的燒結體（碳化鉭為30體積%）進行加工而成的圓柱插入、固定於已形成的貫穿孔中。所獲得的成形體相當於所述實施方式中的「支持板」。

將氧化鋁粒子與針狀碳（短邊方向為0.1 μm，長邊方向為2 μm）、及網版油（松油醇（terpineol））混合來製備導電性分散液。此時，以相對於氧化鋁粒子與針狀碳的合計量，針狀碳變成5體積%的方式進行混合。

另外，將氧化鋁與網版油混合，製備絕緣性分散劑。

使用網版印刷裝置，針對支持板的表面，將導電性分散液印刷成靜電吸附用電極的形狀。另外，針對支持板的表面，將絕緣性分散劑印刷於形成對載置面供給冷卻用氣體的氣體供給孔的位置、形成使升降頂桿插通的升降頂桿插通孔的位置、支持板12的邊緣部即對應於所述絕緣材層14的位置的附近。

將載置板疊加於支持板的實施了所述印刷之側，並使用熱壓裝置進行加壓接合。

以載置板的厚度變成0.5 mm、支持板的厚度變成1.0 mm、外徑變成293 mm的方式對所獲得的接合體進行加工。進而，於接合體上形成氣體供給孔及升降頂桿插通孔。

對形成有貫穿孔的接合體的載置板側的表面實施噴砂加工，而形成邊緣壁17。另外，藉由噴砂加工，於載置板的表面上形成直徑為0.5 mm、高度為40 μm的圓柱形狀的突起部30，而獲得靜電夾頭部2。

使用矽酮系黏著劑將靜電夾頭部2與鋁製的溫度調節用底座部3黏著。作為溫度調節用底座部3，使用於上表面及側面上形成有氧化鋁的噴鍍膜者。藉由以上方式，獲得實施例1的靜電夾頭裝置。

[實施例2]
於氮氣環境中，以1.0℃/min的升溫速度升溫至385℃為止來對成形體進行熱處理，除此以外，以與實施例1相同的方式獲得實施例2的靜電夾頭裝置。

[比較例1]
於氮氣環境中，以0.2℃/min的升溫速度升溫至385℃為止來對成形體進行熱處理，除此以外，以與實施例1相同的方式獲得比較例1的靜電夾頭裝置。

[比較例2]
於氮氣環境中，以0.1℃/min的升溫速度升溫至385℃為止來對成形體進行熱處理，除此以外，以與實施例1相同的方式獲得比較例2的靜電夾頭裝置。

[載置板的掃描式穿透電子顯微鏡像]
利用掃描式穿透電子顯微鏡（Scanning Transmission Electron Microscope，STEM）對實施例1及實施例2、以及比較例1及比較例2的靜電夾頭裝置的載置板進行觀察。
圖2中表示實施例1中的載置板的掃描式穿透電子顯微鏡像。圖3中表示實施例2中的載置板的掃描式穿透電子顯微鏡像。圖4中表示比較例1中的載置板的掃描式穿透電子顯微鏡像。圖5中表示比較例2中的載置板的掃描式穿透電子顯微鏡像。
根據圖2及圖3的結果，已確認於實施例1及實施例2中的載置板中，在構成載置板的燒結體中，於氧化鋁的粒界中存在層狀的石墨烯。
另一方面，根據圖4及圖5的結果，已確認於比較例1及比較例2中的載置板中，在構成載置板的燒結體中，於氧化鋁的粒界中不存在層狀的石墨烯。
再者，於比較例中未形成層狀的石墨烯的理由估計是若升溫速度下降，則石墨烯與鄰接的氧原子容易進行反應，而作為CO或CO₂ 等脫氣被排出至系統外等。

[載置板的相對介電常數]
將鋁製的電極載置於實施例1及實施例2、以及比較例1及比較例2的靜電夾頭裝置的載置面上，利用電感電容電阻（Inductance Capacitance Resistance，LCR）計測定對於靜電吸附用電極的供電部與鋁製的電極之間的靜電電容，並使用測定值算出相對介電常數。將結果示於表1及圖6中。再者，圖6中，白色菱形表示實施例1，黑色菱形表示實施例2，白色方形表示比較例1，白色圓形表示比較例2。
根據表1及圖6的結果，已確認實施例1及實施例2中的載置板的相對介電常數高於比較例1及比較例2中的載置板的相對介電常數。

[表1]

1‧‧‧靜電夾頭裝置

2‧‧‧靜電夾頭部

3‧‧‧溫度調節用底座部

3A‧‧‧流路

4‧‧‧黏著層

5‧‧‧加熱器元件

8‧‧‧樹脂層

11‧‧‧載置板（基體）

12‧‧‧支持板

13‧‧‧靜電吸附用電極

14‧‧‧絕緣材層

17‧‧‧邊緣壁

19‧‧‧載置面

30‧‧‧突起部

W‧‧‧板狀試樣

圖1是本實施方式的靜電夾頭裝置的一例的概略剖面圖。

圖2是表示實施例1中的載置板的掃描式穿透電子顯微鏡像。

圖3是表示實施例2中的載置板的掃描式穿透電子顯微鏡像。

圖4是表示比較例1中的載置板的掃描式穿透電子顯微鏡像。

圖5是表示比較例2中的載置板的掃描式穿透電子顯微鏡像。

圖6是表示實施例1及實施例2、以及比較例1及比較例2的靜電夾頭裝置的載置板的相對介電常數的測定結果的圖。

Claims (10)

1. 一種靜電夾頭裝置，其包括： 基體，一主面為載置板狀試樣的載置面；以及 靜電吸附用電極，於所述基體中，設置在與所述載置面相反側； 所述基體將陶瓷材料作為形成材料， 所述陶瓷材料是將氧化鋁與碳化矽作為主成分、於所述氧化鋁的粒界中存在層狀的石墨烯的燒結體。
2. 如申請專利範圍第1項所述的靜電夾頭裝置，其中所述燒結體進而包含β-SiC型的碳化矽。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的靜電夾頭裝置，其中所述陶瓷材料於頻率10 Hz中的相對介電常數為12.3以上，且於頻率1 MHz中的相對介電常數為12.5以下。
4. 一種靜電夾頭裝置的製造方法，其是如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的靜電夾頭裝置的製造方法，其包括： 於500℃以下的溫度下，以0.3℃/min以上的升溫速度對使包含氧化鋁粒子與碳化矽粒子的混合粒子的顆粒成形而成的成形體進行熱處理的步驟；以及 對熱處理後的所述成形體進行燒結，形成將氧化鋁與碳化矽作為主成分、於所述氧化鋁的粒界中存在層狀的石墨烯的燒結體的步驟。
5. 如申請專利範圍第2項所述的靜電夾頭裝置，其中所述燒結體所包含的所述β-SiC為所述燒結體的4體積%以上、15體積%以下。
6. 如申請專利範圍第1項所述的靜電夾頭裝置，其中所述靜電吸附用電極將具有導電性的陶瓷作為形成材料。
7. 如申請專利範圍第1項所述的靜電夾頭裝置，其中所述基體僅包含所述陶瓷材料，且 所述碳化矽僅包含β-SiC型的碳化矽。
8. 如申請專利範圍第1項所述的靜電夾頭裝置，其中於第一陶瓷材料中，所述氧化鋁的晶粒的平均結晶粒徑為2 μm以下，所述碳化矽的晶粒的平均結晶粒徑為0.2 μm以下，所述層狀的石墨烯的厚度為5 nm以上、1000 nm以下。
9. 如申請專利範圍第4項所述的靜電夾頭裝置的製造方法，其中對所述成形體進行燒結的步驟於惰性氣體環境下的燒結之前，包括： 於真空環境中，於1600℃以下進行所述成形體的加熱的子步驟。
10. 如申請專利範圍第4項所述的靜電夾頭裝置的製造方法，其中進行所述熱處理的步驟是於惰性氣體環境下，在常壓下進行。