JPH11265930A - 静電チャック及びその製造方法 - Google Patents
静電チャック及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 金属を用いた静電チャックは、耐熱性が悪か
った。 【解決手段】 電導体表面に絶縁体が被覆された静電チ
ャックにおいて、該電導体が、金属にセラミックス粉末
を複合させた金属−セラミックス複合材料であり、該絶
縁体が、セラミックスであることとした静電チャック。
１〜１００μｍの平均粒径を有するＡｌＮ、Ａｌ2Ｏ3ま
たはＳｉＣ粉末に、無機バインダーを加えて成形し、そ
れを焼成してプリフォームを形成し、そのプリフォーム
にＴｉ、Ｃｒ、Ｍｎの少なくとも１種を０．５〜１０重
量％含むアルミニウム合金を７００〜１０００℃の温度
で非加圧で浸透させることにより電導体となる金属−セ
ラミックス複合材料を作製した後、その複合材料表面に
溶射によりセラミックス膜を形成することとした静電チ
ャックの製造方法。
った。 【解決手段】 電導体表面に絶縁体が被覆された静電チ
ャックにおいて、該電導体が、金属にセラミックス粉末
を複合させた金属−セラミックス複合材料であり、該絶
縁体が、セラミックスであることとした静電チャック。
１〜１００μｍの平均粒径を有するＡｌＮ、Ａｌ2Ｏ3ま
たはＳｉＣ粉末に、無機バインダーを加えて成形し、そ
れを焼成してプリフォームを形成し、そのプリフォーム
にＴｉ、Ｃｒ、Ｍｎの少なくとも１種を０．５〜１０重
量％含むアルミニウム合金を７００〜１０００℃の温度
で非加圧で浸透させることにより電導体となる金属−セ
ラミックス複合材料を作製した後、その複合材料表面に
溶射によりセラミックス膜を形成することとした静電チ
ャックの製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、静電チャック及び
その製造方法に関し、特に金属−セラミックス複合材料
から成る静電チャック及びその製造方法に関する。
その製造方法に関し、特に金属−セラミックス複合材料
から成る静電チャック及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】静電チャックは、半導体製造装置などの
部品として最近広く使われるようになった。その理由
は、機械的なチャッキングや真空チャックに比べ、発塵
が少ない、真空中でも使えるなどのメリットが認められ
てきたためと思われる。
部品として最近広く使われるようになった。その理由
は、機械的なチャッキングや真空チャックに比べ、発塵
が少ない、真空中でも使えるなどのメリットが認められ
てきたためと思われる。
【０００３】この静電チャックは、セラミックスなどで
作製された堅固なものも使われ始めているが、まだまだ
高価なため、アルミニウム合金などの金属表面にポリイ
ミド膜やＡｌ2Ｏ3溶射膜などの絶縁膜を被覆しただけの
簡易なものが主流である。このような静電チャックは、
当然のことながら、耐久性に欠け、絶縁膜の頻繁な取り
替えを必要とするので、メンテナンスが面倒ではある
が、常温に近い比較的低温で用いるならば支障なく十分
使用できる。
作製された堅固なものも使われ始めているが、まだまだ
高価なため、アルミニウム合金などの金属表面にポリイ
ミド膜やＡｌ2Ｏ3溶射膜などの絶縁膜を被覆しただけの
簡易なものが主流である。このような静電チャックは、
当然のことながら、耐久性に欠け、絶縁膜の頻繁な取り
替えを必要とするので、メンテナンスが面倒ではある
が、常温に近い比較的低温で用いるならば支障なく十分
使用できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、最近の
傾向としてＣＶＤなどの一部の装置には、より高温での
プロセッシングが求められ、それに伴って静電チャック
にも耐熱性が必要となってきており、上述した簡易な静
電チャックでは、この要求には全く不十分であった。そ
れは、アルミニウム合金は融点が低く、また剛性も低い
ため、例えば４５０℃以上の温度下で繰り返し使用する
と、僅かな繰り返し回数で変形を生じ、使用に耐えられ
なくなるからである。
傾向としてＣＶＤなどの一部の装置には、より高温での
プロセッシングが求められ、それに伴って静電チャック
にも耐熱性が必要となってきており、上述した簡易な静
電チャックでは、この要求には全く不十分であった。そ
れは、アルミニウム合金は融点が低く、また剛性も低い
ため、例えば４５０℃以上の温度下で繰り返し使用する
と、僅かな繰り返し回数で変形を生じ、使用に耐えられ
なくなるからである。
【０００５】本発明は、上述した静電チャックが有する
課題に鑑みなされたものであって、その目的は、耐熱性
に優れる静電チャックを提供し、その製造方法も提供す
ることにある。
課題に鑑みなされたものであって、その目的は、耐熱性
に優れる静電チャックを提供し、その製造方法も提供す
ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成するため鋭意研究した結果、金属に代えて金属−
セラミックス複合材料を用いれば、耐熱性に優れた静電
チャックが得られるとの知見を得て本発明を完成した。
を達成するため鋭意研究した結果、金属に代えて金属−
セラミックス複合材料を用いれば、耐熱性に優れた静電
チャックが得られるとの知見を得て本発明を完成した。
【０００７】即ち本発明は、（１）電導体表面に絶縁体
が被覆された静電チャックにおいて、該電導体が、金属
にセラミックス粉末を複合させた金属−セラミックス複
合材料であり、該絶縁体が、セラミックスであることを
特徴とする静電チャック（請求項１）とし、また、
（２）電導体中のセラミックス粉末が、１〜１００μｍ
の平均粒径を有するＡｌＮ、Ａｌ2Ｏ3またはＳｉＣ粉末
であり、電導体中の金属が、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎの少なく
とも１種を０．５〜１０重量％含むアルミニウム合金で
あり、絶縁体が、１０〜１００μｍの厚さを有するセラ
ミックス溶射膜であることを特徴とする請求項１記載の
静電チャック（請求項２）とし、さらに、（３）１〜１
００μｍの平均粒径を有するＡｌＮ、Ａｌ2Ｏ3またはＳ
ｉＣ粉末に、無機バインダーを加えて成形し、それを焼
成してプリフォームを形成し、そのプリフォームにＴ
ｉ、Ｃｒ、Ｍｎの少なくとも１種を０．５〜１０重量％
含むアルミニウム合金を７００〜１０００℃の温度で非
加圧で浸透させることにより電導体となる金属−セラミ
ックス複合材料を作製した後、その複合材料表面に溶射
によりセラミックス膜を形成することを特徴とする静電
チャックの製造方法（請求項３）とし、さらにまた、
（４）１〜１００μｍの平均粒径を有するＡｌＮ、Ａｌ
2Ｏ3またはＳｉＣ粉末を型枠に充填し、その充填粉末に
Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎの少なくとも１種を０．５〜１０重量
％含むアルミニウム合金を７００〜１０００℃の温度で
非加圧で浸透させることにより電導体となる金属−セラ
ミックス複合材料を作製した後、その複合材料表面に溶
射によりセラミックス膜を形成することを特徴とする静
電チャックの製造方法（請求項４）とすることを要旨と
する。以下さらに詳細に説明する。
が被覆された静電チャックにおいて、該電導体が、金属
にセラミックス粉末を複合させた金属−セラミックス複
合材料であり、該絶縁体が、セラミックスであることを
特徴とする静電チャック（請求項１）とし、また、
（２）電導体中のセラミックス粉末が、１〜１００μｍ
の平均粒径を有するＡｌＮ、Ａｌ2Ｏ3またはＳｉＣ粉末
であり、電導体中の金属が、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎの少なく
とも１種を０．５〜１０重量％含むアルミニウム合金で
あり、絶縁体が、１０〜１００μｍの厚さを有するセラ
ミックス溶射膜であることを特徴とする請求項１記載の
静電チャック（請求項２）とし、さらに、（３）１〜１
００μｍの平均粒径を有するＡｌＮ、Ａｌ2Ｏ3またはＳ
ｉＣ粉末に、無機バインダーを加えて成形し、それを焼
成してプリフォームを形成し、そのプリフォームにＴ
ｉ、Ｃｒ、Ｍｎの少なくとも１種を０．５〜１０重量％
含むアルミニウム合金を７００〜１０００℃の温度で非
加圧で浸透させることにより電導体となる金属−セラミ
ックス複合材料を作製した後、その複合材料表面に溶射
によりセラミックス膜を形成することを特徴とする静電
チャックの製造方法（請求項３）とし、さらにまた、
（４）１〜１００μｍの平均粒径を有するＡｌＮ、Ａｌ
2Ｏ3またはＳｉＣ粉末を型枠に充填し、その充填粉末に
Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎの少なくとも１種を０．５〜１０重量
％含むアルミニウム合金を７００〜１０００℃の温度で
非加圧で浸透させることにより電導体となる金属−セラ
ミックス複合材料を作製した後、その複合材料表面に溶
射によりセラミックス膜を形成することを特徴とする静
電チャックの製造方法（請求項４）とすることを要旨と
する。以下さらに詳細に説明する。
【０００８】上記静電チャックの電導体としては、金属
にセラミックス粉末を複合させた金属−セラミックス複
合材料とし、絶縁体としては、セラミックスとする静電
チャックとした（請求項１）。金属とセラミックス粉末
の複合材料を電導体としたのは、その複合材料が金属に
近い電導性を有していることは勿論のこと、金属に比べ
はるかに耐熱性に優れ、しかも高温でも剛性が高く、耐
クリープ性も良いことにある。
にセラミックス粉末を複合させた金属−セラミックス複
合材料とし、絶縁体としては、セラミックスとする静電
チャックとした（請求項１）。金属とセラミックス粉末
の複合材料を電導体としたのは、その複合材料が金属に
近い電導性を有していることは勿論のこと、金属に比べ
はるかに耐熱性に優れ、しかも高温でも剛性が高く、耐
クリープ性も良いことにある。
【０００９】さらに、熱膨張率が低いことも大きな一因
となっている。それは、アルミニウム合金は熱膨張率が
極めて大きい金属として知られているが、これにセラミ
ックス粉末を複合化すると、その量に応じて熱膨張率を
小さくすることができ、それに伴って絶縁体であるセラ
ミックスとの熱膨張率差を小さくすることができ、その
結果、温度の変動に伴って発生する絶縁体内の熱応力を
より低く抑えることができ、急激な熱衝撃にも耐えるこ
とができるようになることである。さらに、熱膨張率が
小さいことにより静電チャックの面積をより広くするこ
とも可能となり、特に半導体製造装置においては、今後
予想されるシリコンウェハの大径化にも十分対応できる
静電チャックとすることができる。
となっている。それは、アルミニウム合金は熱膨張率が
極めて大きい金属として知られているが、これにセラミ
ックス粉末を複合化すると、その量に応じて熱膨張率を
小さくすることができ、それに伴って絶縁体であるセラ
ミックスとの熱膨張率差を小さくすることができ、その
結果、温度の変動に伴って発生する絶縁体内の熱応力を
より低く抑えることができ、急激な熱衝撃にも耐えるこ
とができるようになることである。さらに、熱膨張率が
小さいことにより静電チャックの面積をより広くするこ
とも可能となり、特に半導体製造装置においては、今後
予想されるシリコンウェハの大径化にも十分対応できる
静電チャックとすることができる。
【００１０】その複合材料中のセラミックス粉末として
は、１〜１００μｍの平均粒径を有するＡｌＮ、Ａｌ2
Ｏ3またはＳｉＣ粉末とし、金属としては、Ｔｉ、Ｃ
ｒ、Ｍｎの少なくとも１種を０．５〜１０重量％含むア
ルミニウム合金とし、複合材料を被覆する絶縁体として
は、１０〜１００μｍの厚さを有するセラミックス溶射
膜とした（請求項２）。
は、１〜１００μｍの平均粒径を有するＡｌＮ、Ａｌ2
Ｏ3またはＳｉＣ粉末とし、金属としては、Ｔｉ、Ｃ
ｒ、Ｍｎの少なくとも１種を０．５〜１０重量％含むア
ルミニウム合金とし、複合材料を被覆する絶縁体として
は、１０〜１００μｍの厚さを有するセラミックス溶射
膜とした（請求項２）。
【００１１】セラミックス粉末をＡｌＮ、Ａｌ2Ｏ3また
はＳｉＣ粉末としたのは、これら粉末が金属に浸透され
易いことによる。それら粉末の細かさとしては、平均粒
径で１〜１００μｍが好ましく、１μｍより細かいと金
属の浸透が難しくなり、１００μｍより粗いと複合材料
の表面が平滑になり難い。
はＳｉＣ粉末としたのは、これら粉末が金属に浸透され
易いことによる。それら粉末の細かさとしては、平均粒
径で１〜１００μｍが好ましく、１μｍより細かいと金
属の浸透が難しくなり、１００μｍより粗いと複合材料
の表面が平滑になり難い。
【００１２】また、金属をＴｉ、Ｃｒ、Ｍｎを含むアル
ミニウム合金としたのは、アルミニウム合金の耐熱性を
上げることができることによる。それは、例えば、Ｔ
ｉ、Ｃｒ、Ｍｎを含まない純ＡｌないしはＡｌ−Ｍｇ系
の合金であるとその耐熱性は６００℃程度に過ぎない
が、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎを１種以上含むと６５０℃以上に
向上する。その含む量としては、０．５〜１０重量％が
好ましく、０．５重量より少ないと耐熱性向上の効果が
少なく、１０重量％より多いと未含浸等の浸透不良を起
こす。
ミニウム合金としたのは、アルミニウム合金の耐熱性を
上げることができることによる。それは、例えば、Ｔ
ｉ、Ｃｒ、Ｍｎを含まない純ＡｌないしはＡｌ−Ｍｇ系
の合金であるとその耐熱性は６００℃程度に過ぎない
が、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎを１種以上含むと６５０℃以上に
向上する。その含む量としては、０．５〜１０重量％が
好ましく、０．５重量より少ないと耐熱性向上の効果が
少なく、１０重量％より多いと未含浸等の浸透不良を起
こす。
【００１３】さらに、絶縁体をセラミックス溶射膜とし
たのは、このセラミックス溶射膜が優れた耐熱性を有
し、しかも複合材料の表面に容易に形成できることによ
る。その厚さとしては、１０〜１００μｍが好ましく、
１０μｍより薄いと耐電圧が低くなり絶縁破壊が起こり
易く、１００μｍより厚いと複合材料との熱膨張率差が
顕著になり、熱衝撃による亀裂／破損が生じ易く、しか
も吸着力も低下する。
たのは、このセラミックス溶射膜が優れた耐熱性を有
し、しかも複合材料の表面に容易に形成できることによ
る。その厚さとしては、１０〜１００μｍが好ましく、
１０μｍより薄いと耐電圧が低くなり絶縁破壊が起こり
易く、１００μｍより厚いと複合材料との熱膨張率差が
顕著になり、熱衝撃による亀裂／破損が生じ易く、しか
も吸着力も低下する。
【００１４】上記静電チャックを製造する方法として
は、１〜１００μｍの平均粒径を有するＡｌＮ、Ａｌ2
Ｏ3またはＳｉＣ粉末に、無機バインダーを加えて成形
し、それを焼成してプリフォームを形成し、そのプリフ
ォームにＴｉ、Ｃｒ、Ｍｎの少なくとも１種を０．５〜
１０重量％含むアルミニウム合金を７００〜１０００℃
の温度で非加圧で浸透させることにより電導体となる金
属−セラミックス複合材料を作製した後、その複合材料
表面に溶射によりセラミックス膜を形成することとする
製造方法とした（請求項３）。
は、１〜１００μｍの平均粒径を有するＡｌＮ、Ａｌ2
Ｏ3またはＳｉＣ粉末に、無機バインダーを加えて成形
し、それを焼成してプリフォームを形成し、そのプリフ
ォームにＴｉ、Ｃｒ、Ｍｎの少なくとも１種を０．５〜
１０重量％含むアルミニウム合金を７００〜１０００℃
の温度で非加圧で浸透させることにより電導体となる金
属−セラミックス複合材料を作製した後、その複合材料
表面に溶射によりセラミックス膜を形成することとする
製造方法とした（請求項３）。
【００１５】この方法は、電導体となる複合材料を、プ
リフォームを形成し、そのプリフォームにアルミニウム
合金を浸透させることにより作製する方法で、複合材料
中のセラミックス粉末の充填率が５０ｖｏｌ％以上と高
い場合に適している。そして、この方法で作製された複
合材料の表面に溶射によってセラミックス膜を形成する
ことにより静電チャックが作製される。
リフォームを形成し、そのプリフォームにアルミニウム
合金を浸透させることにより作製する方法で、複合材料
中のセラミックス粉末の充填率が５０ｖｏｌ％以上と高
い場合に適している。そして、この方法で作製された複
合材料の表面に溶射によってセラミックス膜を形成する
ことにより静電チャックが作製される。
【００１６】一方、上記以外の他の製造方法としては、
１〜１００μｍの平均粒径を有するＡｌＮ、Ａｌ2Ｏ3ま
たはＳｉＣ粉末を型枠に充填し、その充填粉末にＴｉ、
Ｃｒ、Ｍｎの少なくとも１種を０．５〜１０重量％含む
アルミニウム合金を７００〜１０００℃の温度で非加圧
で浸透させることにより電導体となる金属−セラミック
ス複合材料を作製した後、その複合材料表面に溶射によ
りセラミックス膜を形成することとする製造方法とした
（請求項４）。
１〜１００μｍの平均粒径を有するＡｌＮ、Ａｌ2Ｏ3ま
たはＳｉＣ粉末を型枠に充填し、その充填粉末にＴｉ、
Ｃｒ、Ｍｎの少なくとも１種を０．５〜１０重量％含む
アルミニウム合金を７００〜１０００℃の温度で非加圧
で浸透させることにより電導体となる金属−セラミック
ス複合材料を作製した後、その複合材料表面に溶射によ
りセラミックス膜を形成することとする製造方法とした
（請求項４）。
【００１７】この方法は、電導体となる複合材料を、型
枠に充填したセラミックス粉末にアルミニウム合金を浸
透させることにより作製する方法で、複合材料中のセラ
ミックス粉末の充填率が５０ｖｏｌ％以下と低い場合に
適している。そして、前記したと同様この方法で作製さ
れた複合材料の表面に溶射によってセラミックス膜を形
成することにより静電チャックが作製される。
枠に充填したセラミックス粉末にアルミニウム合金を浸
透させることにより作製する方法で、複合材料中のセラ
ミックス粉末の充填率が５０ｖｏｌ％以下と低い場合に
適している。そして、前記したと同様この方法で作製さ
れた複合材料の表面に溶射によってセラミックス膜を形
成することにより静電チャックが作製される。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明の製造方法をさらに詳しく
述べると、先ず強化材として１〜１００μｍの平均粒径
を有するＡｌＮ、Ａｌ2Ｏ3またはＳｉＣ粉末を用意す
る。プリフォームを形成する場合には、これら粉末に無
機バインダーを、必要があれば有機バインダーを加えて
混合する。混合方法は均一に混合できればどんな方法で
も構わない。
述べると、先ず強化材として１〜１００μｍの平均粒径
を有するＡｌＮ、Ａｌ2Ｏ3またはＳｉＣ粉末を用意す
る。プリフォームを形成する場合には、これら粉末に無
機バインダーを、必要があれば有機バインダーを加えて
混合する。混合方法は均一に混合できればどんな方法で
も構わない。
【００１９】得られた混合物を成形する。成形方法は、
沈降成形、射出成形、ＣＩＰ成形などがあるが、いずれ
の方法でも構わない。要は非加圧で金属を浸透するのに
プリフォームの形態を保つことができ、かつ浸透を阻害
しない方法であれば何でもよい。その一例として沈降成
形について述べると、例えば、上述のセラミックス粉末
にコロイダルシリカ液などの無機バインダーを所定量添
加し、それにイオン交換水を加え、その他必要に応じて
消泡剤などを若干加えてポットミルで混合する。得られ
たスラリーを円板状の成形体が得られる型に振動しなが
ら鋳込む。鋳込んだ後粒子が沈降する間はなるべく振動
を加え充填をよくする。それを冷凍して脱型し、成形体
を得る。
沈降成形、射出成形、ＣＩＰ成形などがあるが、いずれ
の方法でも構わない。要は非加圧で金属を浸透するのに
プリフォームの形態を保つことができ、かつ浸透を阻害
しない方法であれば何でもよい。その一例として沈降成
形について述べると、例えば、上述のセラミックス粉末
にコロイダルシリカ液などの無機バインダーを所定量添
加し、それにイオン交換水を加え、その他必要に応じて
消泡剤などを若干加えてポットミルで混合する。得られ
たスラリーを円板状の成形体が得られる型に振動しなが
ら鋳込む。鋳込んだ後粒子が沈降する間はなるべく振動
を加え充填をよくする。それを冷凍して脱型し、成形体
を得る。
【００２０】得られた成形体を所定温度で焼成してプリ
フォームを形成する。形成したプリフォームにＴｉ、Ｃ
ｒ、Ｍｎの少なくとも１種を０．５〜１０重量％含むア
ルミニウム合金を７００〜１０００℃の温度で非加圧で
浸透させることにより電導体となる金属−セラミックス
複合材料を作製する。Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎについては、そ
れら元素の違いで浸透速度が変化することもあるので、
浸透させる温度及び時間は多少調整する必要がある。
フォームを形成する。形成したプリフォームにＴｉ、Ｃ
ｒ、Ｍｎの少なくとも１種を０．５〜１０重量％含むア
ルミニウム合金を７００〜１０００℃の温度で非加圧で
浸透させることにより電導体となる金属−セラミックス
複合材料を作製する。Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎについては、そ
れら元素の違いで浸透速度が変化することもあるので、
浸透させる温度及び時間は多少調整する必要がある。
【００２１】なお、強化材がＳｉＣ粉末の場合、ＳｉＣ
粉末にアルミニウム合金が浸透すると、ＡｌとＳｉＣと
が反応して炭化アルミニウム（Ａｌ4Ｃ3）を生成し、こ
のＡｌ4Ｃ3が常温で空気中の水分と容易に反応して水酸
化アルミニウムとなり、これが金属中に不純物として存
在し、欠陥となるので、あらかじめ合金中にＳｉを含ま
せておく必要がある。このＳｉは、耐熱性を著しく劣化
させるため、強化材がＳｉＣでない場合には含ませない
が、ＳｉＣの場合には前記した理由で含ませる必要があ
り、耐熱性が５００℃程度と低くなる。しかし、この場
合にもＴｉ、Ｃｒ、Ｍｎの少なくとも１種を含ませるこ
とにより５５０℃以上に向上させることができる。
粉末にアルミニウム合金が浸透すると、ＡｌとＳｉＣと
が反応して炭化アルミニウム（Ａｌ4Ｃ3）を生成し、こ
のＡｌ4Ｃ3が常温で空気中の水分と容易に反応して水酸
化アルミニウムとなり、これが金属中に不純物として存
在し、欠陥となるので、あらかじめ合金中にＳｉを含ま
せておく必要がある。このＳｉは、耐熱性を著しく劣化
させるため、強化材がＳｉＣでない場合には含ませない
が、ＳｉＣの場合には前記した理由で含ませる必要があ
り、耐熱性が５００℃程度と低くなる。しかし、この場
合にもＴｉ、Ｃｒ、Ｍｎの少なくとも１種を含ませるこ
とにより５５０℃以上に向上させることができる。
【００２２】得られた複合材料の表面を必要な面粗さ、
平面度になるよう研削加工し、その上面に溶射で１０〜
１００μｍの厚さのセラミックス膜を形成して静電チャ
ックを作製する。セラミックス膜の種類は最も一般的な
のは、アルミナであるが、これに限定されるものではな
く、必要な特性、例えば、高い誘電率が必要であれば、
必要な誘電率の大きさに応じてセラミックスの種類を適
宜選べばよい。
平面度になるよう研削加工し、その上面に溶射で１０〜
１００μｍの厚さのセラミックス膜を形成して静電チャ
ックを作製する。セラミックス膜の種類は最も一般的な
のは、アルミナであるが、これに限定されるものではな
く、必要な特性、例えば、高い誘電率が必要であれば、
必要な誘電率の大きさに応じてセラミックスの種類を適
宜選べばよい。
【００２３】以上の方法で静電チャックを作製すれば、
耐熱性に優れた静電チャックが得られる。
耐熱性に優れた静電チャックが得られる。
【００２４】
【実施例】以下、本発明の実施例を具体的に挙げ、本発
明をより詳細に説明する。
明をより詳細に説明する。
【００２５】（実施例１） （１）静電チャックの作製 強化材として１６μｍの平均粒径を有するシリカコーテ
ィングしたＡｌＮ粉末（ダウケミカル社製）を用い、そ
れにバインダーとしてコロイダルシリカ液をそのシリカ
固形分がＡｌＮ粉末１００重量部に対し２重量となる量
を添加し、さらにイオン交換水を３０重量部加え、ポッ
トミルで１６時間混合した。得られたスラリーをφ２２
０×厚さ２５ｍｍの円板状の成形体が得られるシリコー
ンゴム型に流し込んで沈降成形を行い、−３０℃に冷却
して冷凍品を得た。得られた冷凍品を６００℃で５時間
焼成してプリフォームを形成した。
ィングしたＡｌＮ粉末（ダウケミカル社製）を用い、そ
れにバインダーとしてコロイダルシリカ液をそのシリカ
固形分がＡｌＮ粉末１００重量部に対し２重量となる量
を添加し、さらにイオン交換水を３０重量部加え、ポッ
トミルで１６時間混合した。得られたスラリーをφ２２
０×厚さ２５ｍｍの円板状の成形体が得られるシリコー
ンゴム型に流し込んで沈降成形を行い、−３０℃に冷却
して冷凍品を得た。得られた冷凍品を６００℃で５時間
焼成してプリフォームを形成した。
【００２６】形成したプリフォームとＡｌ−５Ｔｉ組成
のアルミニウム合金とを組み合わせ、その合金を窒素気
流中で８５０℃の温度で６０時間非加圧浸透させた後、
冷却して金属−セラミックス複合材料を作製した。得ら
れた複合材料の表面を表面粗さがＲｍａｘで６．３μｍ
以下になるまで＃８０のダイアモンド砥石で研削した
後、その上面にプラズマ溶射でＡｌ2Ｏ3膜を２０μｍの
厚さに形成して静電チャックを作製した。
のアルミニウム合金とを組み合わせ、その合金を窒素気
流中で８５０℃の温度で６０時間非加圧浸透させた後、
冷却して金属−セラミックス複合材料を作製した。得ら
れた複合材料の表面を表面粗さがＲｍａｘで６．３μｍ
以下になるまで＃８０のダイアモンド砥石で研削した
後、その上面にプラズマ溶射でＡｌ2Ｏ3膜を２０μｍの
厚さに形成して静電チャックを作製した。
【００２７】（２）評価 得られた静電チャックを電気炉に入れ、大気中６５０℃
の温度で２時間保持し、冷却して取り出し目視観察し
た。その結果、変形は全く無かった。このことは、本発
明の静電チャックが６５０℃以上の耐熱性を有している
ことを示している。
の温度で２時間保持し、冷却して取り出し目視観察し
た。その結果、変形は全く無かった。このことは、本発
明の静電チャックが６５０℃以上の耐熱性を有している
ことを示している。
【００２８】（実施例２） （１）静電チャックの作製 強化材として＃１８０（平均粒径６６μｍ）の市販Ｓｉ
Ｃ粉末７０重量部と＃８００（平均粒径１４μｍ）の市
販ＳｉＣ粉末３０重量部を用い、それにバインダーとし
てコロイダルシリカ液をそのシリカ固形分がＳｉＣ粉末
１００重量部に対し２重量部となる量を添加し、それに
消泡剤としてフォーマスタＶＬ（サンノブコ社製）を
０．２重量部、イオン交換水を２４重量部加え、ポット
ミルで１２時間混合した。得られたスラリーをφ３５０
×厚さ２５ｍｍの円板状の成形体が得られるシリコーン
ゴム型に流し込んで沈降成形を行い、−３０℃に冷却し
て冷凍品を得た。得られた冷凍品を１０５０℃で３時間
焼成してプリフォームを形成した。
Ｃ粉末７０重量部と＃８００（平均粒径１４μｍ）の市
販ＳｉＣ粉末３０重量部を用い、それにバインダーとし
てコロイダルシリカ液をそのシリカ固形分がＳｉＣ粉末
１００重量部に対し２重量部となる量を添加し、それに
消泡剤としてフォーマスタＶＬ（サンノブコ社製）を
０．２重量部、イオン交換水を２４重量部加え、ポット
ミルで１２時間混合した。得られたスラリーをφ３５０
×厚さ２５ｍｍの円板状の成形体が得られるシリコーン
ゴム型に流し込んで沈降成形を行い、−３０℃に冷却し
て冷凍品を得た。得られた冷凍品を１０５０℃で３時間
焼成してプリフォームを形成した。
【００２９】形成したプリフォームとＡｌ−１２Ｓｉ−
３Ｍｇ−２Ｃｕ−３Ｔｉ組成のアルミニウム合金を組み
合わせ、その合金を窒素気流中で８２５℃の温度で６０
時間非加圧浸透させた後、冷却して金属−セラミックス
複合材料を作製した。得られた複合材料の表面を表面粗
さがＲｍａｘで６．３μｍ以下になるまでダイアモンド
砥石で研削した後、その上面にプラズマ溶射でＡｌ2Ｏ3
膜を３０μｍの厚さに形成して静電チャックを作製し
た。
３Ｍｇ−２Ｃｕ−３Ｔｉ組成のアルミニウム合金を組み
合わせ、その合金を窒素気流中で８２５℃の温度で６０
時間非加圧浸透させた後、冷却して金属−セラミックス
複合材料を作製した。得られた複合材料の表面を表面粗
さがＲｍａｘで６．３μｍ以下になるまでダイアモンド
砥石で研削した後、その上面にプラズマ溶射でＡｌ2Ｏ3
膜を３０μｍの厚さに形成して静電チャックを作製し
た。
【００３０】（２）評価 得られた静電チャックを電気炉に入れ、大気中５５０℃
の温度で２時間保持し、冷却して取り出し目視観察し
た。その結果、変形は全く無かった。このことは、本発
明の静電チャックが５５０℃以上の耐熱性を有している
ことを示している。
の温度で２時間保持し、冷却して取り出し目視観察し
た。その結果、変形は全く無かった。このことは、本発
明の静電チャックが５５０℃以上の耐熱性を有している
ことを示している。
【００３１】
【発明の効果】以上の通り、本発明にかかる方法で静電
チャックを製造すれば、耐熱性に優れた静電チャックを
得ることができるようになった。このことにより、軽
量、高剛性を維持しつつ、５５０〜６５０℃の耐熱性を
有する材料はセラミックス以外にはないことから、より
幅広い適用が可能となった。特に半導体製造装置の分野
では、今後予想されるシリコンウェハの大径化に適応で
きるものとして多いに期待できる。
チャックを製造すれば、耐熱性に優れた静電チャックを
得ることができるようになった。このことにより、軽
量、高剛性を維持しつつ、５５０〜６５０℃の耐熱性を
有する材料はセラミックス以外にはないことから、より
幅広い適用が可能となった。特に半導体製造装置の分野
では、今後予想されるシリコンウェハの大径化に適応で
きるものとして多いに期待できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 平四郎 千葉県松戸市松戸新田314−１ (72)発明者 樋口 毅 東京都東久留米市氷川台１−３−９ (72)発明者 小山 富和 東京都北区浮間１−３−１−805
Claims (4)
- 【請求項１】 電導体表面に絶縁体が被覆された静電チ
ャックにおいて、該電導体が、金属にセラミックス粉末
を複合させた金属−セラミックス複合材料であり、該絶
縁体が、セラミックスであることを特徴とする静電チャ
ック。 - 【請求項２】 電導体中のセラミックス粉末が、１〜１
００μｍの平均粒径を有するＡｌＮ、Ａｌ2Ｏ3またはＳ
ｉＣ粉末であり、電導体中の金属が、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ
の少なくとも１種を０．５〜１０重量％含むアルミニウ
ム合金であり、絶縁体が、１０〜１００μｍの厚さを有
するセラミックス溶射膜であることを特徴とする請求項
１記載の静電チャック。 - 【請求項３】 １〜１００μｍの平均粒径を有するＡｌ
Ｎ、Ａｌ2Ｏ3またはＳｉＣ粉末に、無機バインダーを加
えて成形し、それを焼成してプリフォームを形成し、そ
のプリフォームにＴｉ、Ｃｒ、Ｍｎの少なくとも１種を
０．５〜１０重量％含むアルミニウム合金を７００〜１
０００℃の温度で非加圧で浸透させることにより電導体
となる金属−セラミックス複合材料を作製した後、その
複合材料表面に溶射によりセラミックス膜を形成するこ
とを特徴とする静電チャックの製造方法。 - 【請求項４】 １〜１００μｍの平均粒径を有するＡｌ
Ｎ、Ａｌ2Ｏ3またはＳｉＣ粉末を型枠に充填し、その充
填粉末にＴｉ、Ｃｒ、Ｍｎの少なくとも１種を０．５〜
１０重量％含むアルミニウム合金を７００〜１０００℃
の温度で非加圧で浸透させることにより電導体となる金
属−セラミックス複合材料を作製した後、その複合材料
表面に溶射によりセラミックス膜を形成することを特徴
とする静電チャックの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8245098A JP3888766B2 (ja) | 1998-03-16 | 1998-03-16 | 静電チャック及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8245098A JP3888766B2 (ja) | 1998-03-16 | 1998-03-16 | 静電チャック及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11265930A true JPH11265930A (ja) | 1999-09-28 |
| JP3888766B2 JP3888766B2 (ja) | 2007-03-07 |
Family
ID=13774864
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8245098A Expired - Fee Related JP3888766B2 (ja) | 1998-03-16 | 1998-03-16 | 静電チャック及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3888766B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003064428A (ja) * | 2001-08-27 | 2003-03-05 | Taiheiyo Cement Corp | 金属−セラミックス複合部材 |
| JP2006332204A (ja) * | 2005-05-24 | 2006-12-07 | Toto Ltd | 静電チャック |
| US7312974B2 (en) | 2003-05-26 | 2007-12-25 | Kyocera Corporation | Electrostatic chuck |
| US7672111B2 (en) | 2006-09-22 | 2010-03-02 | Toto Ltd. | Electrostatic chuck and method for manufacturing same |
| WO2012014873A1 (ja) * | 2010-07-26 | 2012-02-02 | 京セラ株式会社 | 静電チャック |
-
1998
- 1998-03-16 JP JP8245098A patent/JP3888766B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003064428A (ja) * | 2001-08-27 | 2003-03-05 | Taiheiyo Cement Corp | 金属−セラミックス複合部材 |
| US7312974B2 (en) | 2003-05-26 | 2007-12-25 | Kyocera Corporation | Electrostatic chuck |
| JP2006332204A (ja) * | 2005-05-24 | 2006-12-07 | Toto Ltd | 静電チャック |
| US7468880B2 (en) | 2005-05-24 | 2008-12-23 | Toto Ltd. | Electrostatic chuck |
| KR100968019B1 (ko) * | 2005-05-24 | 2010-07-07 | 토토 가부시키가이샤 | 정전척 |
| US7760484B2 (en) | 2005-05-24 | 2010-07-20 | Toto Ltd. | Electrostatic chuck |
| US7672111B2 (en) | 2006-09-22 | 2010-03-02 | Toto Ltd. | Electrostatic chuck and method for manufacturing same |
| WO2012014873A1 (ja) * | 2010-07-26 | 2012-02-02 | 京セラ株式会社 | 静電チャック |
| KR20130091630A (ko) * | 2010-07-26 | 2013-08-19 | 쿄세라 코포레이션 | 정전 척 |
| JP5409917B2 (ja) * | 2010-07-26 | 2014-02-05 | 京セラ株式会社 | 静電チャック |
| US8810992B2 (en) | 2010-07-26 | 2014-08-19 | Kyocera Corporation | Electrostatic chuck |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3888766B2 (ja) | 2007-03-07 |
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