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KR20200133744A - 정전 척 장치 및 정전 척 장치의 제조 방법 - Google Patents

정전 척 장치 및 정전 척 장치의 제조 방법 Download PDF

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KR20200133744A
KR20200133744A KR1020207026769A KR20207026769A KR20200133744A KR 20200133744 A KR20200133744 A KR 20200133744A KR 1020207026769 A KR1020207026769 A KR 1020207026769A KR 20207026769 A KR20207026769 A KR 20207026769A KR 20200133744 A KR20200133744 A KR 20200133744A
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electrostatic chuck
chuck device
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silicon
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히로노리 구기모토
노리토 모리시타
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스미토모 오사카 세멘토 가부시키가이샤
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Abstract

이 정전 척 장치는, 일주면이 판상 시료를 재치하는 재치면인 기체와, 기체에 있어서, 재치면과는 반대 측 또는 기체의 내부에 마련된 정전 흡착용 전극을 구비하고, 정전 흡착용 전극은, 절연성을 갖는 매트릭스상과, 매트릭스상보다 체적 고유 저항값이 낮은 분산상을 포함하는 복합 소결체로 이루어지며, 복합 소결체의 임의의 단면에 있어서, 매트릭스상으로 주위가 둘러싸여 독립하는 분산상의 영역은, 최대 페렛 직경이 30μm 이상인 응집부를 포함하고, 응집부는, 임의의 단면에 있어서의 2500μm2의 범위에 있어서 하나 이상 존재한다.

Description

정전 척 장치 및 정전 척 장치의 제조 방법
본 발명은, 정전 척 장치 및 정전 척 장치의 제조 방법에 관한 것이다. 본원은, 2018년 3월 23일에 출원된 일본 특허출원 2018-055619호에 근거하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
최근, 플라즈마 공정을 실시하는 반도체 제조 장치에서는, 간단히 판상 시료(웨이퍼)를 고정할 수 있는 정전 척 장치가 이용되고 있다. 정전 척 장치는, 기체(基體)와, 정전 흡착용 전극을 구비하고 있다. 기체는, 일주면(一主面)이 웨이퍼를 재치할 수 있는 재치면으로 되어 있다. 정전 흡착용 전극은, 재치면에 재치한 웨이퍼와의 사이에 정전기력(쿨롱력)을 발생시킨다.
정전 흡착용 전극의 형성 재료로서는, 산화 알루미늄-탄화 몰리브데넘이나, 산화 알루미늄-탄화 탄탈럼과 같은 도전성을 갖는 복합 소결체가 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
일본 공개특허공보 2007-311399호
특허문헌 1에 기재된 종래의 정전 흡착용 전극의 형성 재료는, 도전성을 갖는 탄화 몰리브데넘이나 탄화 탄탈럼 등의 탄화물을 포함한다. 이들 탄화물은, 융점이 높기 때문에, 소결하기 어렵다. 정전 흡착용 전극의 형성 재료인 복합 소결체에 있어서, 소결이 불충분하면, 결정립계(結晶粒界)가 증가하여, 체적 저항률이 높아지는 경향이 있다.
웨이퍼를 양호하게 흡착 및 탈착 가능하게 하기 위하여, 정전 흡착용 전극의 체적 저항률은 낮은 편이 바람직하다.
그 때문에, 종래의 정전 흡착용 전극의 형성 재료에 있어서는, 소결을 촉진시키는 방법이 채용되는 경우가 있다. 정전 흡착용 전극의 형성 재료의 소결을 촉진시키기 위하여, 예를 들면 형성 재료의 제조 시에 소결 온도를 높게 하는 방법이나, 소결을 촉진시키는 작용이 있는 산화 알루미늄의 존재비를 높이는 방법 등이 행해진다.
그러나, 소결 온도를 높게 하는 방법을 행하면, 산화 알루미늄이 증발해 버린다. 그 때문에, 오히려 양호한 소결체를 얻는 것이 어려워지는 경우가 있다. 또, 산화 알루미늄의 존재비를 높이면, 상대적으로 도전성을 갖는 탄화물의 존재비가 저하되어 버린다. 그 때문에, 체적 고유 저항률이 증가하기 쉽다.
본 발명은 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 체적 고유 저항률이 낮은, 신규인 정전 흡착용 전극을 구비한 정전 척 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또, 체적 고유 저항률이 낮은 정전 흡착용 전극을 용이하게 제조 가능하게 하는 정전 척 장치의 제조 방법을 제공하는 것을 아울러 목적으로 한다.
상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 제1 양태는, 일주면이 판상 시료를 재치하는 재치면인 기체와, 상기 기체에 있어서, 상기 재치면과는 반대 측 또는 상기 기체의 내부에 마련된 정전 흡착용 전극을 구비하고, 상기 정전 흡착용 전극은, 절연성을 갖는 매트릭스상(相)과, 상기 매트릭스상보다 체적 고유 저항값이 낮은 분산상(相)을 포함하는 복합 소결체로 이루어지며, 상기 복합 소결체의 임의의 단면(斷面)에 있어서, 상기 매트릭스상으로 주위가 둘러싸여 독립하는 상기 분산상의 영역은, 최대 페렛 직경이 30μm 이상인 응집부를 포함하고, 상기 응집부는, 상기 임의의 단면에 있어서의 2500μm2의 범위에 있어서 하나 이상 존재하는 정전 척 장치를 제공한다.
본 발명의 일 양태에 있어서는, 상기 매트릭스상은, 산화 알루미늄을 포함하는 구성으로 해도 된다.
본 발명의 일 양태에 있어서는, 상기 분산상은, 몰리브데넘, 탄소 및 규소를 포함하는 구성으로 해도 된다.
본 발명의 일 양태에 있어서는, 상기 정전 흡착용 전극의 두께는, 0.1μm 이상이며 또한 100μm 이하여도 된다.
본 발명의 일 양태에 있어서는, 상기 매트릭스상은, 산화 알루미늄(Al2O3), 산화 이트륨(Y2O3), 이트륨 알루미늄 가닛(YAG), 사마륨 알루미네이트(SmAlO3), 질화 알루미늄(AlN), 질화 규소(Si3N4), 산화 마그네슘(MgO), 산화 칼슘(CaO), 산화 타이타늄(TiO2), 산화 지르코늄(ZrO2) 중 하나 이상으로 이루어져도 된다.
본 발명의 일 양태에 있어서는, 상기 분산상은, 금속 탄화물 및/또는 금속 규화물로 이루어져 있어도 된다.
본 발명의 일 양태에 있어서는, 상기 매트릭스상은, 실질적으로 산화 알루미늄으로 이루어져 있어도 된다.
본 발명의 일 양태에 있어서는, 상기 분산상은, 실질적으로 몰리브데넘, 탄소 및 규소로 이루어져 있어도 된다.
또, 본 발명의 제2 양태는, 산화 알루미늄 입자와, 탄화 몰리브데넘 입자의 혼합물에, 탄화 규소 입자 및 산화 규소 입자 중 어느 일방 또는 양방이 더 첨가된 혼합 입자를 조정하는 공정과, 상기 혼합 입자를 성형하여 성형체를 얻는 공정과, 상기 성형체를, 진공 분위기하, 400℃ 이상 1300℃ 이하로 가열하는 제1 열처리 공정과, 상기 제1 열처리 공정 후에, 상기 성형체를 불활성 가스 분위기하에서 1500℃ 이상으로 가열하는 제2 열처리 공정을 포함하는 정전 척 장치의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 체적 고유 저항률이 낮은, 신규인 정전 흡착용 전극을 구비한 정전 척 장치를 제공할 수 있다. 또, 체적 고유 저항률이 낮은 정전 흡착용 전극을 용이하게 제조 가능하게 하는 정전 척 장치의 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 실시형태의 정전 척 장치의 일례를 나타내는 개략 단면도이다.
도 2는 실시예 1의 소결체에 대하여 EPMA 측정에 의하여 얻어진 SEM 화상 및 Mo, Si, C 원소의 면 분석 화상이다.
도 3은 비교예 1의 소결체에 대하여 EPMA 측정에 의하여 얻어진 SEM 화상 및 Mo, Si, C 원소의 면 분석 화상이다.
도 4는 참고예의 소결체에 대하여 EPMA 측정에 의하여 얻어진 SEM 화상 및 Mo, Si, C 원소의 면 분석 화상이다.
이하, 도 1을 참조하면서, 본 실시형태에 관한 정전 척 장치의 바람직한 예에 대하여 설명한다. 또한, 이하의 모든 도면에 있어서는, 도면을 보기 쉽게 하기 위하여, 각 구성 요소의 치수나 비율 등은 적절히 다르게 하고 있다. 본 발명은, 이하에 나타내는 실시형태에만 한정되는 것은 아니고, 그 효과를 나타내는 범위에서 적절히 변경하여 실시하는 것이 가능하다. 예를 들면, 본 발명의 주지(主旨)를 벗어나지 않는 범위에서, 수나 수치나 양이나 비율이나 특성 등에 대하여, 생략이나 추가나 변경을 하는 것이 가능하다.
[정전 척 장치]
도 1은, 본 실시형태의 정전 척 장치의 일례를 나타내는 단면도이다. 도 1에 나타내는 정전 척 장치(1)는, 정전 척부(2)와, 이 정전 척부(2)의 하방에 마련되는 평면시(平面視) 원판상의 온도 조절용 베이스부(3)를 구비하고 있다. 정전 척부(2)와 온도 조절용 베이스부(3)는, 정전 척부(2)와 온도 조절용 베이스부(3)의 사이에 마련된 접착제층(8)을 개재하여 접착되어 있다. 정전 척부(2)는, 평면시했을 때에 원판상이며, 일주면(상면) 측을 재치면으로 한다. 온도 조절용 베이스부(3)는, 두께가 있으며, 정전 척부(2)를 원하는 온도로 조정할 수 있다.
이하, 순서대로 설명한다.
(정전 척부)
정전 척부(2)는, 재치판(11)과, 이 재치판(11)과 일체화된 지지판(12)과, 이들 재치판(11)과 지지판(12)의 사이에 마련된 정전 흡착용 전극(13) 및 절연재층(14)을 갖고 있다. 재치판(11)은, 상면에 반도체 웨이퍼 등의 판상 시료(W)를 재치한다. 지지판(12)은, 재치판(11)의 바닥부 측을 지지한다. 재치판(11) 및 지지판(12)은, 본 발명에 있어서의 "기체"에 해당한다. 절연층(14)은, 정전 흡착용 전극(13)의 주위를 절연한다.
재치판(11) 및 지지판(12)은, 원판상의 부재이다. 재치판(11) 및 지지판(12)은, 중첩한 면의 형상이 대략 동일하다. 재치판(11) 및 지지판(12)은, 기계적인 강도를 가지며, 또한 부식성 가스 및 그 플라즈마에 대한 내구성을 갖는 세라믹스 소결체로 이루어진다. 재치판(11) 및 지지판(12)에 대하여, 상세하게는 후술한다.
재치판(11)의 재치면(11a)에는, 돌기부(11b)가 복수 소정의 간격으로 형성되며, 이들 돌기부(11b)가 판상 시료(W)를 지지한다. 돌기부(11b)의 직경은, 판상 시료의 두께보다 작다.
재치판(11), 지지판(12), 정전 흡착용 전극(13) 및 절연재층(14)을 포함한 전체의 두께, 즉 정전 척부(2)의 두께는, 일례로서 0.7mm 이상이며 또한 5.0mm 이하이고, 1.0mm 이상이며 또한 3.0mm 이하가 바람직하다.
정전 척부(2)의 두께가 0.7mm를 하회하면, 정전 척부(2)의 기계적 강도를 확보하는 것이 어려워진다. 정전 척부(2)의 두께가 5.0mm를 상회하면, 정전 척부(2)의 열용량이 커져, 재치되는 판상 시료(W)의 열응답성이 열화되고, 정전 척부의 횡방향의 열전달의 증가에 의하여, 판상 시료(W)의 면내 온도를 원하는 온도 패턴으로 유지하는 것이 어려워진다. 또한, 여기에서 설명한 각부(各部)의 두께는 일례이며, 상기 범위에 한정되는 것은 아니다.
정전 흡착용 전극(13)은, 전하를 발생시켜 정전 흡착력으로 판상 시료(W)를 고정하기 위한 정전 척용 전극으로서 이용되는 것이다. 정전 흡착용 전극(13)은, 그 용도에 따라, 그 형상이나, 크기가 적절히 조정된다.
정전 흡착용 전극(13)의 두께는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 0.1μm 이상이고 또한 100μm 이하의 두께를 선택할 수 있으며, 3μm 이상이고 또한 50μm 이하의 두께가 바람직하고, 5μm 이상이며 또한 20μm 이하의 두께가 보다 바람직하다.
정전 흡착용 전극(13)의 두께가 0.1μm를 하회하면, 충분한 도전성을 확보하는 것이 어려워지는 경우가 있다. 정전 흡착용 전극(13)의 두께가 100μm를 초과하면, 정전 흡착용 전극(13)과 재치판(11) 및 지지판(12)의 사이의 열팽창률 차에 기인하여, 정전 흡착용 전극(13)과 재치판(11) 및 지지판(12)의 접합 계면에 크랙이 발생하기 쉬워진다.
정전 흡착용 전극(13)의 재료, 및 정전 흡착용 전극(13)의 제조 방법에 대해서는, 이후에 상세하게 설명한다.
절연재층(14)은, 정전 흡착용 전극(13)을 위요(圍繞)하여 부식성 가스 및 그 플라즈마로부터 정전 흡착용 전극(13)을 보호함과 함께, 재치판(11)과 지지판(12)의 경계부, 즉 정전 흡착용 전극(13) 이외의 외주부 영역을 접합 일체화한다. 절연재층(14)은, 재치판(11) 및 지지판(12)을 구성하는 재료와 동일 조성 또는 주성분이 동일한 절연 재료에 의하여 구성되어 있다.
(온도 조정용 베이스부)
온도 조절용 베이스부(3)는, 두께가 있는 원판상이다. 온도 조정용 베이스부(3)는, 정전 척부(2)를 원하는 온도로 조정한다. 이 온도 조절용 베이스부(3)로서는, 예를 들면 그 내부에 냉매를 순환시키는 유로(3A)가 형성된 액랭 베이스 등이 적합하다.
이 온도 조절용 베이스부(3)를 구성하는 재료로서는, 열전도성, 도전성, 가공성이 우수한 금속, 또는 이들 금속을 포함하는 복합재이면 특별히 제한은 없다. 예를 들면, 알루미늄(Al), 알루미늄 합금, 구리(Cu), 구리 합금, 스테인리스강(SUS) 등이 적합하게 이용된다. 이 온도 조절용 베이스부(3)의 적어도 플라즈마에 노출되는 면은, 알루마이트 처리가 실시되어 있거나, 혹은 산화 알루미늄 등의 절연막이 성막되어 있는 것이 바람직하다.
온도 조절용 베이스부(3)의 상면 측에는, 접착층(6)을 개재하여 절연판(7)이 접착되어 있다. 접착층(6)은 폴리이미드 수지, 실리콘 수지, 에폭시 수지 등의 내열성, 및 절연성을 갖는 시트상의 접착성 수지로 이루어진다. 접착층은 예를 들면 두께 5~100μm 정도로 형성된다. 절연판(7)은 폴리이미드 수지, 에폭시 수지, 아크릴 수지 등의 내열성을 갖는 수지의 박판, 시트 혹은 필름으로 이루어진다.
또한, 절연판(7)은, 수지 시트 대신에, 절연성의 세라믹판이어도 되고, 또 산화 알루미늄 등의 절연성을 갖는 용사막(溶射膜)이어도 된다.
(포커스 링)
포커스 링(10)은, 온도 조절용 베이스부(3)의 주연부(周緣部)에 재치되는 평면시 원환상의 부재이다. 포커스 링(10)은, 예를 들면 재치면에 재치되는 웨이퍼와 동등한 전기 전도성을 갖는 재료를 형성 재료로 하고 있다. 이와 같은 포커스 링(10)을 배치함으로써, 웨이퍼의 주연부에 있어서는, 플라즈마에 대한 전기적인 환경을 웨이퍼와 대략 일치시킬 수 있다. 그 때문에, 웨이퍼의 중앙부와 주연부에서 플라즈마 처리의 차나 편향을 발생하기 어렵게 할 수 있다.
(그 외의 부재)
정전 흡착용 전극(13)에는, 급전용 단자(15)가 접속되어 있다. 급전용 단자(15)는, 정전 흡착용 전극(13)에 직류 전압을 인가한다. 급전용 단자(15)는, 온도 조절용 베이스부(3), 접착제층(8), 지지판(12)을 두께 방향으로 관통하는 관통 구멍(16)의 내부에 삽입되어 있다. 급전용 단자(15)의 외주 측에는, 절연성을 갖는 애자(碍子)(15a)가 마련된다. 이 애자(15a)에 의하여 금속제의 온도 조절용 베이스부(3)에 대하여 급전용 단자(15)가 절연되어 있다.
도면에서는, 급전용 단자(15)를 일체의 부재로서 나타내고 있지만, 복수의 부재가 전기적으로 접속하여 급전용 단자(15)를 구성하고 있어도 된다. 급전용 단자(15)는, 열팽창 계수가 서로 다른 온도 조절용 베이스부(3) 및 지지판(12)에 삽입되어 있다. 그 때문에, 예를 들면 급전용 단자(15) 중 온도 조절용 베이스부(3) 및 지지판(12)에 삽입되어 있는 부분을, 각각 다른 재료로 구성하는 것으로 하면 된다.
급전용 단자(15) 중, 정전 흡착용 전극(13)에 접속되고, 지지판(12)에 삽입되어 있는 부분을 편의상, 취출 전극으로 한다. 취출 전극의 재료는, 내열성이 우수한 도전성 재료이면 특별히 제한되는 것은 아니지만, 열팽창 계수가 정전 흡착용 전극(13) 및 지지판(12)의 열팽창 계수에 근사한 것이 바람직하다. 취출 전극은, 예를 들면 Al2O3-TaC 등의 도전성 세라믹 재료로 이루어진다.
급전용 단자(15) 중, 온도 조절용 베이스부(3)에 삽입되어 있는 부분은, 예를 들면 텅스텐(W), 탄탈럼(Ta), 몰리브데넘(Mo), 나이오븀(Nb), 타이타늄(Ti), 코바르 합금 등의 금속 재료로 이루어진다.
이들 2개의 부재는, 유연성과 내전성(耐電性)을 갖는 실리콘계의 도전성 접착제로 접속하면 된다.
정전 척부(2)의 하면 측에는, 히터 엘리먼트(5)가 마련되어 있다. 히터 엘리먼트(5)는, 비자성(非磁性) 금속 박판을 원하는 히터 형상으로 가공함으로써 얻어진다. 비자성 금속 박판은, 일정한 두께를 갖는 것이면 공지의 비자성 금속 박판을 이용할 수 있다. 여기에서 말하는 일정한 두께란, 예를 들면 0.2mm 이하이며, 바람직하게는 0.1mm 이상이다. 비자성 금속 박판은, 예를 들면 타이타늄(Ti) 박판, 텅스텐(W) 박판, 몰리브데넘(Mo) 박판 등을 이용할 수 있다. 비자성 금속 박판을 히터 엘리먼트로 가공하는 방법은, 포토리소그래피법이나 레이저 가공법 등을 이용할 수 있다. 또, 히터 엘리먼트(5)의 원하는 히터 형상이란, 예를 들면 띠상의 도전성 박판을 사행(蛇行)시킨 형상의 전체 윤곽을 원환상으로 가공한 형상이다.
이와 같은 히터 엘리먼트(5)는, 정전 척부(2)에 비자성 금속 박판을 접착한 후에, 정전 척부(2)의 표면에서 가공 성형함으로써 마련해도 된다. 또, 정전 척부(2)와는 다른 위치에서 히터 엘리먼트(5)를 가공 성형한 것을, 정전 척부(2)의 표면에 전사 인쇄함으로써 마련해도 된다.
히터 엘리먼트(5)는, 두께가 균일한 내열성 및 절연성을 갖는 시트상 또는 필름상의 실리콘 수지 또는 아크릴 수지로 이루어지는 접착층(4)에 의하여 지지판(12)의 바닥면에 접착·고정되어 있다.
히터 엘리먼트(5)에는, 히터 엘리먼트(5)에 급전하기 위한 급전용 단자(17)가 접속되어 있다. 급전용 단자(17)를 구성하는 재료는 이전의 급전용 단자(15)를 구성하는 재료와 동등한 재료를 이용할 수 있다. 급전용 단자(17)는, 온도 조절용 베이스부(3)에 형성된 관통 구멍(3b)을 관통하도록 마련되어 있다. 즉, 이 급전용 단자(17)는 온도 조절용 베이스부(3)와 절연층(7)과 그들의 주위에 존재하는 접착제층(8)을 그들의 두께 방향으로 부분적으로 관통하여 배치되어 있다. 또, 급전용 단자(17)의 외주면에는 절연용 통형의 애자(18)가 장착되고, 온도 조절용 베이스부(3)와 급전용 단자(17)가 절연되어 있다.
또, 온도 센서(20)는, 히터 엘리먼트(5)의 하면 측에 마련되어 있다. 본 실시형태의 정전 척 장치(1)에서는, 온도 조절용 베이스부(3)와 절연판(7)을 두께 방향으로 관통하도록 설치 구멍(21)이 형성되고, 이들 설치 구멍(21)의 최상부에 온도 센서(20)가 설치되어 있다. 또한, 온도 센서(20)는 가능한 한 히터 엘리먼트(5)에 근접한 위치에 설치하는 것이 바람직하다. 그 때문에, 도면에 나타내는 구조로부터 접착제층(8) 측으로 더 돌출되도록 설치 구멍(21)을 연장하여 형성하고, 온도 센서(20)와 히터 엘리먼트(5)를 근접시켜도 된다.
온도 센서(20)는 일례로서 석영 유리 등으로 이루어지는 직방체(直方體) 형상의 투광체의 상면 측에 형광체층이 형성된 형광 발광형의 온도 센서이다. 이 온도 센서(20)는, 투광성 및 내열성을 갖는 실리콘 수지계 접착제 등에 의하여 히터 엘리먼트(5)의 하면에 접착되어 있다.
형광체층은, 히터 엘리먼트(5)로부터의 입열(入熱)에 따라 형광을 발생하는 재료로 이루어진다. 형광체층의 형성 재료로서는, 발열에 따라 형광을 발생하는 재료이면 다종 다양의 형광 재료를 선택할 수 있다. 형광체층의 형성 재료는, 일례로서 발광에 적합한 에너지 순위를 갖는 희토류 원소가 첨가된 형광 재료, AlGaAs 등의 반도체 재료, 산화 마그네슘 등의 금속 산화물, 루비나 사파이어 등의 광물이며, 이들 재료 중에서 적절히 선택하여 이용할 수 있다.
온도 센서(20)는, 급전용 단자 등과 간섭하지 않는 위치이며 히터 엘리먼트(5)의 하면 원주 방향의 임의의 위치에 마련되어 있다.
온도 계측부(22)는, 이들 온도 센서(20)의 형광으로부터 히터 엘리먼트(5)의 온도를 측정한다. 온도 계측부(22)는, 일례로서 여기부(23)와, 형광 검출기(24)와, 제어부(25)를 구비한다. 여기부(23)는, 온도 조절용 베이스부(3)의 설치 구멍(21)의 외측(하측)에 상기 형광체층에 대하여 여기광을 조사한다. 형광 검출기(24)는, 형광체층으로부터 발광되는 형광을 검출한다. 제어부(25)는, 여기부(23) 및 형광 검출기(24)를 제어함과 함께 상기 형광에 근거하여 주히터의 온도를 산출한다.
또한, 정전 척 장치(1)는, 온도 조절용 베이스부(3)부터 재치판(11)까지를 그들의 두께 방향으로 관통하는 핀 삽통(揷通) 구멍(28)을 갖고 있다. 이 핀 삽통 구멍(28)을 통하여, 리프트 핀을 삽통할 수 있다. 핀 삽통 구멍(28)으로부터 리프트 핀을 삽통함으로써, 정전 척 장치(1)에 재치된 판상 시료를 분리할 수 있다. 핀 삽통 구멍(28)의 내주부에는 통상(筒狀)의 애자(29)가 마련되어 있다.
또한, 정전 척 장치(1)는, 온도 조절용 베이스부(3)부터 재치판(11)까지를 그들의 두께 방향으로 관통하는 도시하지 않은 가스 구멍을 갖고 있다. 가스 구멍은, 예를 들면 핀 삽통 구멍(28)과 동일한 구성을 채용할 수 있다. 가스 구멍에는, 판상 시료(W)를 냉각하기 위한 냉각 가스가 공급된다. 냉각 가스는, 가스 구멍을 통하여 재치판(11)의 상면에 있어서 복수의 돌기부(11b)의 사이에 형성되는 홈(19)에 공급되어, 판상 시료(W)를 냉각한다.
정전 척 장치(1)는, 이상과 같은 구성으로 되어 있다.
다음으로, 본 실시형태의 정전 흡착용 전극(13)에 대하여, 상세하게 설명한다.
본 실시형태의 정전 흡착용 전극(13)은, 절연성을 갖는 매트릭스상과, 상기 매트릭스상보다 체적 고유 저항값이 낮은 분산상을 포함하는 복합 소결체를 구비한다. 정전 흡착용 전극(13)이 포함하는 매트릭스상의 양은, 임의로 선택할 수 있지만, 바람직하게는 10~90질량%이며, 보다 바람직하게는 30~70질량%이다. 즉, 정전 흡착용 전극(13)이 포함하는 분산상의 양은, 임의로 선택할 수 있지만, 바람직하게는 10~90질량%이며, 보다 바람직하게는 30~70질량%이다.
매트릭스상의 형성 재료로서는, 산화 알루미늄(Al2O3), 산화 이트륨(Y2O3), 이트륨 알루미늄 가닛(YAG), 사마륨 알루미네이트(SmAlO3), 질화 알루미늄(AlN), 질화 규소(Si3N4), 산화 마그네슘(MgO), 산화 칼슘(CaO), 산화 타이타늄(TiO2), 산화 지르코늄(ZrO2) 등을 들 수 있다.
매트릭스상은, 이들 형성 재료로부터 선택되는, 적어도 1개의 재료를 포함해도 된다. 또한 매트릭스상은, 상기 형성 재료의 적어도 1개로 이루어져도 된다.
예를 들면, 매트릭스상은, 실질적으로 산화 알루미늄만으로 이루어져도 되고, 산화 알루미늄과 산화 이트륨과 이트륨 알루미늄 가닛의 혼합물이어도 된다. 매트릭스상이 실질적으로 산화 알루미늄만으로 이루어진다는 것은, 예를 들면 산화 알루미늄의 양이 매트릭스상의 양의 90질량부 이상이어도 된다.
분산상의 형성 재료는, 금속 탄화물과, 규화물을 포함하는 것이면 적절히 선택할 수 있다. 분산상의 형성 재료는 예를 들면, 탄화 탄탈럼(Ta4C5), 탄화 몰리브데넘(Mo2C) 등의 금속 탄화물과, 탄화 규소, 산화 규소 등의 규화물을 들 수 있다.
분산상은, 예를 들면 이들 형성 재료에 의하여 형성된다. 그 때문에, 분산상은 실질적으로 몰리브데넘, 탄소, 규소만으로 이루어져 있어도 된다. 여기에서 말하는 실질적으로 몰리브데넘, 탄소, 규소만으로 이루어진다는 것은, 예를 들면 분산상의 양의 90질량부 이상이 몰리브데넘, 탄소, 규소로 이루어지는 것을 의미한다.
본 실시형태의 정전 흡착용 전극(13)은, 분산상에 금속 탄화물과 규소가 반응한 생성물을 포함한다고 생각된다. 정전 흡착용 전극(13)을 구성하는 복합 소결체에 대하여 EPMA 측정을 행하면, 금속 탄화물을 구성하는 금속 원자 및 탄소가 존재하는 위치와 동일한 위치에, 규소 원자도 존재하는 것을 확인할 수 있다. 그 때문에, 생성물의 상세는 명확하지 않지만, 원료인 금속 탄화물을 구성하는 원소와, 규화물을 구성하는 규소 원자가 반응하여, EPMA 측정에 있어서 동일한 위치에 검출되고 있는 것이라고 생각된다.
정전 흡착용 전극(13)에 있어서는, 복합 소결체의 출발 원료로서, 산화 알루미늄과, 탄화 몰리브데넘과, 규화물을 이용하여, 매트릭스상에 산화 알루미늄을 포함하고, 분산상에 몰리브데넘, 탄소 및 규소를 포함하는 것이 바람직하다.
이와 같은 복합 소결체에 있어서는, 임의의 단면에 있어서, 매트릭스상으로 주위가 둘러싸여 독립하는 분산상의 영역은, 최대 페렛 직경이 30μm 이상인 응집부를 포함하고 있다. 즉, 분산상으로 이루어지는, 최대 페렛 직경이 30μm 이상인 응집부가 형성되어 있다. 응집부는, 입자상의 소결에 의하여 형성된 응집체여도 된다. 응집부는, 연속하고 있으면 1개의 응집부로서 생각하면 되고, 예를 들면 연속하는 부정형(不定形) 등의 형상을 가져도 된다.
분산상의 영역의 최대 페렛 직경은, 상술한 EPMA 측정으로 얻어지는 SEM 화상을 화상 해석함으로써 측정할 수 있다. 또한, 최대 페렛 직경이란, 측정 영역을 2개의 평행선의 사이에 두었을 때의, 상기 평행선의 간격의 최댓값을 의미해도 된다.
분산상의 영역의 최대 페렛 직경은, 40μm 이상인 것이 바람직하고, 50μm 이상인 것이 보다 바람직하다.
또, 이와 같은 복합 소결체에 있어서는, 상술한 응집부가, 임의의 단면에 있어서의 2500μm2의 범위에 있어서 하나 이상 존재하고 있다.
이와 같은 복합 소결체에 있어서는, 분산상에 포함되는 최대 페렛 직경이 30μm 이상인 응집부가 네트워크를 형성하여, 도전성을 향상시킨다고 생각된다. 그 때문에, 이와 같은 복합 소결체는, 상술한 응집부를 포함하지 않고, 도전성을 나타내는 네트워크가 형성되어 있지 않은 복합 소결체와 비교하여, 체적 고유 저항률이 저하된다.
매트릭스상의 형성 재료에 대한 금속 탄화물의 함유 비율이 증가하면, 체적 고유 저항률은 저하되는 경향이 있다.
[정전 척 장치의 제조 방법]
본 실시형태에 관한 정전 척 장치의 제조 방법은, 산화 알루미늄 입자와 탄화 몰리브데넘 입자의 혼합물에, 탄화 규소 입자 및 산화 규소 입자 중 어느 일방 또는 양방이 더 첨가된 혼합 입자를 조정하는 공정과, 혼합 입자를 성형하여 성형체를 얻는 공정과, 성형체를 소결하는 공정을 포함한다.
상기 공정에서 얻어진 소결체는, 정전 흡착용 전극 등에 바람직하게 사용할 수 있다.
먼저, 출발 원료인 혼합 입자를 조정한다.
본 실시형태에 관한 정전 척 장치의 제조 방법으로 제조되는 정전 척 장치는, 주로 반도체 제조 장치에 이용된다. 반도체 제조 장치에 있어서의 제품 수율의 저하를 억제하는 관점에서, 정전 척 장치의 제조 방법에서 이용되는 각 출발 원료는, 고순도인 것이 바람직하다.
예를 들면, 본 실시형태에 관한 정전 척 장치의 제조 방법에서는, 이용하는 산화 알루미늄 입자는, 산화 알루미늄의 함유량이 99.99% 이상인 것이 바람직하다. 이와 같은 고순도의 산화 알루미늄 입자는, 명반법(明礬法)을 이용함으로써 조정 가능하다.
명반법을 이용하여 조정한 산화 알루미늄 입자는, 예를 들면 베이어법을 이용하여 조정한 산화 알루미늄 입자와 비교하면, 금속 불순물인 나트륨 원자의 함유량을 큰 폭으로 저감시키는 것이 가능하다. 또, 원하는 순도의 산화 알루미늄 입자가 얻어진다면, 다양한 방법을 채용 가능하다.
또, 이용하는 산화 알루미늄 입자의 입경은, 임의로 선택할 수 있지만 평균 입자경이 0.05μm 이상 0.5μm 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.08μm 이상 0.3μm 이하이다. 이와 같은 평균 입자경의 산화 알루미늄 입자는, 혼합 입자의 조정 시에 분산시키기 쉬워, 균질한 혼합 입자가 얻어지기 때문에 바람직하다.
또, 이용하는 산화 몰리브데넘 입자의 입경은, 임의로 선택할 수 있지만, 평균 입자경이 0.05μm 이상 1.0μm 이하인 것이 바람직하고, 0.1μm 이상 0.6μm 이하인 것이 보다 바람직하다. 이와 같은 평균 입자경의 산화 몰리브데넘 입자는, 혼합 입자의 조정 시에 분산시키기 쉬워, 균질한 혼합 입자가 얻어지기 때문에 바람직하다.
또, 이용하는 탄화 규소 입자의 입경은, 임의로 선택할 수 있지만, 평균 입자경이 0.01μm 이상 0.1μm 이하인 것이 바람직하고, 0.02μm 이상 0.06 이하인 것이 보다 바람직하다. 이와 같은 평균 입자경의 탄화 규소 입자는, 혼합 입자의 조정 시에 분산시키기 쉬워, 균질한 혼합 입자가 얻어지기 때문에 바람직하다.
또, 이용하는 산화 규소 입자의 입경은, 임의로 선택할 수 있지만, 평균 입자경이 0.01μm 이상 0.1μm 이하인 것이 바람직하고, 0.02μm 이상 0.05μm 이하인 것이 보다 바람직하다. 이와 같은 평균 입자경의 산화 규소 입자는, 혼합 입자의 조정 시에 분산시키기 쉬워, 균질한 혼합 입자가 얻어지기 때문에 바람직하다.
또한, 본 실시형태에 있어서, 각 출발 원료의 평균 입자경은, 각 출발 원료의 1차 입자의 평균 입자경이며, 레이저 회절·산란법에 의하여 측정한 체적 평균 입자경을 채용한다.
상기 원료 입자의 양은, 임의로 선택할 수 있다. 예를 들면, 산화 알루미늄 입자의 양은, 산화 알루미늄 입자와, 탄화 몰리브데넘과, 탄화 규소 및/또는 산화 규소의 총량에 대하여 10~90질량부인 것이 바람직하고, 30~60질량부인 것이 보다 바람직하다.
탄화 몰리브데넘의 양은, 산화 알루미늄 입자와, 탄화 몰리브데넘과, 탄화 규소 및/또는 산화 규소의 총량에 대하여 10~90질량부인 것이 바람직하고, 10~70질량부인 것이 보다 바람직하다.
탄화 규소 및/또는 산화 규소는, 산화 알루미늄 입자와, 탄화 몰리브데넘과, 탄화 규소 및/또는 산화 규소의 총량에 대하여 1~30질량부인 것이 바람직하고, 5~20질량부인 것이 보다 바람직하다.
혼합하는 공정에 있어서는, 산화 알루미늄 입자, 탄화 몰리브데넘 입자에, 탄화 규소 입자 및 산화 규소 입자 중 어느 일방 또는 양방, 분산매를 더 첨가한 후에, 볼 밀을 이용하여 균일하게 혼합한다. 구체적으로는, 직경 1mm 이상 5mm 이하의 산화 알루미늄제의 미디어를 이용한 볼 밀을 사용하여, 분산 포트의 크기에 적합한 회전수 및 교반 시간으로 교반 혼합함으로써, 균일하게 혼합한다. 볼 밀의 회전수 및 교반 시간은, 사용하는 원료의 양이나 분산 포트의 크기, 사용하는 미디어의 직경 및 양에 따라 정해진다. 볼 밀의 회전수 및 교반 시간은, 적절히 예비 실험을 행하여 결정해 두면 된다.
이어서, 얻어진 분산액을 스프레이 드라이함으로써, 산화 알루미늄 입자와 탄화 몰리브데넘 입자에, 탄화 규소 입자 및 산화 규소 입자 중 어느 일방 또는 양방이 더 혼합한 혼합 입자로 이루어지는 과립을 얻는다.
이어서, 성형체를 얻는 공정에 있어서는, 목적으로 하는 소결체의 형상에 따라, 얻어진 과립을 1축 성형(1축 프레스 성형)하여, 성형체를 얻는다.
이어서, 상술한 성형체를, 진공 분위기하, 400℃ 이상 1300℃ 이하로 가열한다. 보다 바람직하게는, 600℃ 이상 1300℃ 이하, 더 바람직하게는 800℃ 이상 1250℃ 이하이다. 본 공정은, 제1 열처리 공정에 해당한다. 제1 열처리 공정은, 1축 프레스에 의한 가압을 행하지 않고 실시해도 되고, 1축 프레스에 의한 가압을 행하면서 실시해도 된다. 가열 시간은, 임의로 선택할 수 있지만, 일례를 들면 1~10시간 등이어도 된다.
상기 제1 열처리 공정 후에, 상기 성형체를 불활성 가스 분위기하에서 1500℃ 이상으로 가열하는 제2 열처리 공정을 포함한다. 보다 바람직하게는, 1500℃ 이상 1850℃ 이하, 더 바람직하게는 1600℃ 이상 1800℃ 이하이다. 가열 시간은, 임의로 선택할 수 있지만, 일례를 들면 1~10시간 등이어도 된다.
제1 열처리 공정에 의하면, 예비 가열 시의 온도를 적절히 설정함으로써, 혼합 입자에 포함되는 알칼리 금속 등의 금속 불순물이 증발하여, 금속 불순물을 용이하게 제거할 수 있다. 그 때문에, 제1 열처리 공정에 의하면, 혼합 입자의 순도를 향상시키기 쉬워져, 얻어지는 복합 소결체의 체적 고유 저항값이 낮아진다.
또한, 본 실시형태에 있어서 "진공"이란, "대기압보다 낮은 압력의 기체로 채워진 공간 내의 상태"이며, JIS 규격에 있어서 공업적으로 이용할 수 있는 압력으로서 정의된 상태를 가리킨다. 본 실시형태에 있어서는, 진공 분위기는, 저진공(100Pa 이상)이어도 되지만, 중진공(0.1Pa~100Pa)이면 바람직하고, 고진공(10-5Pa~0.1Pa)이면 보다 바람직하다.
본 실시형태의 정전 척 장치의 제조 방법에 있어서는, 예를 들면 진공 분위기하, 1200℃에서 2시간 이상 가열한 후, 대기압까지 아르곤으로 기압을 되돌린다.
이어서, 예비 가열을 실시한 성형체를, 불활성 가스 분위기하, 2MPa 이상의 압력으로 눌러 굳히면서 1500℃ 이상으로 가열하여 소결한다. 이와 같은 조작에 의하면, 성형체에 포함되는 산화 알루미늄 입자, 탄화 몰리브데넘 입자, 탄화 규소 입자, 산화 규소 입자의 소결이 진행되어, 기공이 적은 조밀한 소결체가 얻어진다.
본 실시형태의 정전 척 장치의 제조 방법에 있어서는, 예를 들면 아르곤 분위기하, 1500℃ 이상 1850℃ 이하이고, 소결 압력 2MPa 이상 20MPa 이하의 범위에서 성형체에 포함되는 산화 알루미늄 입자, 탄화 몰리브데넘 입자, 탄화 규소 입자, 산화 규소 입자는 소결한다. 소결 온도를 1850℃ 이하로 함으로써, 산화 알루미늄이 증발하는 것을 억제할 수 있다.
이와 같은 방법으로 제조하여 얻어진 복합 소결체는, 소결 시에, 탄화 규소나 산화 규소 등의 규화물이 탄화 몰리브데넘의 표면에서 반응하여, 규화 몰리브데넘을 생성한다고 생각된다. 규화 몰리브데넘이 표면에 생성된 탄화 몰리브데넘 입자는, 표면의 규화 몰리브데넘에 의하여, 입자 간의 소결이 촉진된다. 그 결과, 분산상에 있어서, 최대 페렛 직경이 30μm를 초과하는 응집부가 성장하여, 체적 고유 저항률이 낮은 복합 소결체가 얻어진다.
이어서, 얻어진 복합 소결체를 적절히 연삭하여, 원하는 정전 흡착용 전극을 형성한다.
이상과 같은 구성의 정전 척 장치에 의하면, 체적 고유 저항률이 낮은, 신규인 정전 흡착용 전극을 구비한 정전 척 장치를 제공할 수 있다.
또, 이상과 같은 정전 척 장치의 제조 방법에 의하면, 체적 고유 저항률이 낮은 정전 흡착용 전극을 용이하게 제조 가능하게 하는 정전 척 장치의 제조 방법을 제공할 수 있다.
이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명에 관한 적합한 실시형태 예에 대하여 설명했지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는 것은 말할 것도 없다. 상술한 예에 있어서 나타낸 각 구성 부재의 모든 형상이나 조합 등은 일례이며, 본 발명의 주지로부터 벗어나지 않는 범위에 있어서 설계 요구 등에 근거하여 다양한 변경이 가능하다.
실시예
이하에 본 발명을 실시예에 의하여 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[체적 고유 저항값의 측정]
본 실시예에 있어서는, JIS K 7194에 준거한 측정 방법에 의하여 원판상의 소결체의 체적 고유 저항값을 측정했다.
구체적으로는, 후술하는 방법으로 얻어지는 복합 소결체로부터 직경 48mm, 두께 4mm의 원판상의 시험편을 잘라내고, 이 시험편의 체적 고유 저항을, 저항률계(로레스터 GP, 미쓰비시 가가쿠 애널리테크사제)를 이용하여 4단자법에 의하여 측정했다. 여기에서는, 측정 전압을 90V로 했다.
[복합 소결체의 원소 분포의 분석]
후술하는 방법으로 얻어지는 복합 소결체에 대하여, 소결 시의 가압축 방향과 직교하는 단면을 형성한 후, 단면을 경면(鏡面) 연마했다. 이어서, EPMA(Electron Probe Micro Analyzer, 전자선 마이크로 애널라이저)에 의하여, 단면의 몰리브데넘, 탄소 및 규소에 대하여, SiKα, CKα, MoLα의 면 분석을 행했다.
"몰리브데넘이 존재하는 영역" 및 "탄소가 존재하는 영역"에 대해서는, 도전성을 갖는 분산상으로 판단했다.
(측정 조건)
측정 기기: 니혼 덴시사제, JXA-8800
측정 범위: 50μm×50μm
가속 전압: 15kV
측정 배율: 500배
EPMA 측정에 의하여 얻어진 확대 화상(500배)의 SEM 화상 중, 평방 50μm×50μm의 시야 내의 임의의 10개소에 대하여, 몰리브데넘 및 탄소가 존재하는 영역의 최대 페렛 직경을 측정했다.
"몰리브데넘이 존재하는 영역" 및 "탄소가 존재하는 영역"의 최대 페렛 직경의 측정에 있어서는, 미리 SEM 화상을 2치화함으로써 측정 대상이 되는 영역의 경계를 명확하게 했다. 또, "몰리브데넘이 존재하는 영역" 및 "탄소가 존재하는 영역"의 전체가 시야 내에 포함되는 것에 대하여, 최대 페렛 직경을 구했다.
또한, 측정에 있어서, 1개의 입자로 50μm×50μm의 측정 영역을 횡단하는 입자에 대해서는, 최대 페렛 직경을 ">50μm"로 했다.
또, 측정에 있어서의 기본적 조작에 대해서는, JIS Z 8827-1 "입자경 해석-화상 해석법-제1부: 정적 화상 해석법"에 기재된 방법에 준거했다.
(실시예 1)
출발 원료로서, 산화 알루미늄(Al2O3) 입자(다이메이 가가쿠 고교 주식회사제, 평균 입자경 0.2μm) 40질량부와, 탄화 몰리브데넘(Mo2C) 입자(니혼 신킨조쿠 주식회사제, 평균 입자경 0.5μm) 50질량부와, 탄화 규소(SiC) 입자(스미토모 오사카 시멘트 주식회사제, 평균 입자경 0.05μm) 10질량부를 이용했다.
Al2O3 입자 40질량부와, Mo2C 입자 50질량부와, SiC 입자 10질량부와, 2-프로판올 150질량부를 혼합했다. 얻어진 혼합물을, 볼 밀을 이용하여 분산시킨 후에 스프레이 드라이로 건조시켜, 혼합 입자를 얻었다. 구체적으로는, 직경이 1mm 이상 5mm 이하인 산화 알루미늄제의 미디어를 이용한 볼 밀을 사용하여, 분산 포트의 크기에 적합한 회전수로, 12시간 분산했다.
금형 성형법에 의하여 혼합 입자를 프레스압 5MPa로 1축 프레스 성형하여, 직경 50mm×6mm 두께의 성형체로 했다.
얻어진 성형체를 흑연제의 몰드에 세팅하고, 가압 소결을 행했다. 먼저, 성형체를, 진공 분위기하, 프레스압을 가하지 않고 실온으로부터 1200℃까지 10℃/분의 승온 속도로 승온시켰다. 가열 온도가 1200℃에 도달한 후 2시간 유지하고, 그 후 대기압의 아르곤 분위기로 하여, 프레스압 10MPa, 1800℃에서 3시간 유지함으로써 소결을 행하여, 실시예 1의 소결체를 얻었다.
(실시예 2)
탄화 규소 입자 대신에, 산화 규소 입자(닛폰 에어로질 주식회사제, 평균 입경 0.03μm)를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 2의 소결체를 얻었다.
(비교예 1)
1축 프레스하여 얻어진 성형체를 가압 소결할 때, 실온으로부터 1200℃까지의 진공 분위기하의 가열을 행하지 않고, 실온으로부터 1800℃까지 대기압의 아르곤 분위기하, 프레스압 10MPa로 승온한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 비교예 1의 소결체를 얻었다.
(참고예)
출발 원료로서 SiC 입자를 이용하지 않고, Al2O3 입자 40질량부, Mo2C 입자 60질량부, 2-프로판올 150질량부의 혼합물을 볼 밀로 분산시킨 것 이외에는 비교예 1과 동일하게 하여, 참고예의 소결체를 얻었다.
도 2~4는, 실시예 1(도 2), 비교예 1(도 3) 및 참고예(도 4)의 EPMA 측정에 의하여 얻어진 SEM 화상, 및 SEM 화상과 동일한 시야에 있어서의 면 분석 화상이다.
각 도면에 있어서는, SEM 화상 및 Mo, C, Si의 원소 분포를 각각 나타낸다.
SEM 화상에 있어서는, 상대적으로 검은 부분이 매트릭스상이며, 상대적으로 흰 부분이 분산상이다.
또, 면 분석 화상에 있어서는, 검은 영역에는 분석 대상이 되는 원소가 존재하지 않고, 상대적으로 흰 영역에는, 분석 대상이 되는 원소가 존재하고 있는 것을 나타낸다.
실시예, 비교예의 조건 비교를 표 1, 측정 결과를 표 2에 나타낸다. 표 중 "진공 열처리"란, 1축 프레스하여 얻어진 성형체를 실온으로부터 1200℃까지 진공 분위기하에서 가열하는 조작을 가리킨다. 표 2에 있어서는, 측정 영역에 포함되는 "몰리브데넘이 존재하는 영역" 및 "탄소가 존재하는 영역"의 최대 페렛 직경 중, 최댓값을 기재했다.
Al2O3양
(질량부)		 Mo2C양
(질량부)		 SiC양
(질량부)		 SiO2양
(질량부)		 진공
열처리의
유무
실시예 1 40 50 10 - 유
실시예 2 - 10 유
비교예 1 10 - 무
참고예 40 60 - - 무
최대 페렛 직경
(μm)		 체적 고유 저항률
(×10-5Ωm)
실시예 1 >50 35
실시예 2 >50 39
비교예 1 22 185
참고예 25 80
평가의 결과, 실시예 1, 2의 소결체의 분산상의 최대 페렛 직경은 50μm보다 크고, 참고예와 비교해도 각각의 값이 큰 것을 확인했다. 실시예 1, 2의 소결체의 체적 고유 저항값은, 참고예의 소결체의 체적 고유 저항값과 비교하여, 저하되어 있었다.
또, 실시예 1, 2에 있어서는, 소결체의 제조 시에 진공 열처리를 실시하고 있다. 이 진공 열처리에 의하여, Mo2C 입자 표면의 불순물이 제거된 결과, Mo2C 입자와 주위의 SiC 입자 또는 SiO2 입자와의 반응이 촉진되어, Mo2C 입자의 네트워크 형성이 촉진된 결과, 체적 고유 저항률이 저하된 것이라고 생각하고 있다.
이에 대하여, 실시예 1과 동일한 조성의 원료를 출발 원료로 하는 비교예 1의 분산상은, 최대 페렛 직경이 참고예와 동등 이하였다. 비교예 1의 소결체의 체적 고유 저항값은, 참고예의 소결체의 체적 고유 저항값과 비교하여, 크게 증가되어 있었다.
SiC 입자는 탄화물이며 소결하기 어려운 물질인 점에서, 결정립계를 증가시키는 요인이 될 수 있다. 그 때문에, 참고예의 조성에 간단히 SiC 입자를 추가하여, 진공 열처리를 행하지 않은 비교예 1에 있어서는, 추가된 SiC 입자에 의하여 Mo2C 입자의 네트워크 형성이 저해되어, 체적 고유 저항률의 증가로 연결된 것이라고 생각된다.
이상의 결과로부터, 본 발명이 유용하다는 것을 알 수 있었다.
1…정전 척 장치
11…재치판(기체)
11a…재치면
12…지지판(기체)
13…정전 흡착용 전극
W…판상 시료

Claims (9)

  1. 일주면이 판상 시료를 재치하는 재치면인 기체와,
    상기 기체에 있어서, 상기 재치면과는 반대 측 또는 상기 기체의 내부에 마련된 정전 흡착용 전극을 구비하고,
    상기 정전 흡착용 전극은, 절연성을 갖는 매트릭스상과, 상기 매트릭스상보다 체적 고유 저항값이 낮은 분산상을 포함하는 복합 소결체로 이루어지며,
    상기 복합 소결체의 임의의 단면에 있어서, 상기 매트릭스상으로 주위가 둘러싸여 독립하는 상기 분산상의 영역은, 최대 페렛 직경이 30μm 이상인 응집부를 포함하고,
    상기 응집부는, 상기 임의의 단면에 있어서의 2500μm2의 범위에 있어서 하나 이상 존재하는 정전 척 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 매트릭스상은, 산화 알루미늄을 포함하는 정전 척 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 분산상은, 몰리브데넘, 탄소 및 규소를 포함하는 정전 척 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 정전 흡착용 전극의 두께가, 0.1μm 이상이며 또한 100μm 이하인, 정전 척 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 매트릭스상은, 산화 알루미늄(Al2O3), 산화 이트륨(Y2O3), 이트륨 알루미늄 가닛(YAG), 사마륨 알루미네이트(SmAlO3), 질화 알루미늄(AlN), 질화 규소(Si3N4), 산화 마그네슘(MgO), 산화 칼슘(CaO), 산화 타이타늄(TiO2), 산화 지르코늄(ZrO2) 중 하나 이상으로 이루어지는, 정전 척 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 분산상은, 금속 탄화물 및/또는 금속 규화물로 이루어지는, 정전 척 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 매트릭스상은, 실질적으로 산화 알루미늄으로 이루어지는 정전 척 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 분산상은, 실질적으로 몰리브데넘, 탄소 및 규소로 이루어지는 정전 척 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 정전 척 장치의 제조 방법으로서,
    산화 알루미늄 입자와, 탄화 몰리브데넘 입자의 혼합물에, 탄화 규소 입자 및 산화 규소 입자 중 어느 일방 또는 양방이 더 첨가된 혼합 입자를 조정하는 공정과,
    상기 혼합 입자를 성형하여 성형체를 얻는 공정과,
    상기 성형체를, 진공 분위기하, 400℃ 이상 1300℃ 이하로 가열하는 제1 열처리 공정과,
    상기 제1 열처리 공정 후에, 상기 성형체를 불활성 가스 분위기하에서 1500℃ 이상으로 가열하는 제2 열처리 공정을 포함하는 정전 척 장치의 제조 방법.
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