KR20210013729A - Electrostatic chuck device - Google Patents

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다다시 다카무라
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가부시키가이샤 도모에가와 세이시쇼
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Abstract

본 발명의 정전 척 장치(1)는, 복수의 내부 전극(20)과, 내부 전극(20)의 두께 방향의 양면측에 마련된 절연성 유기 필름(40)과, 적어도 내부 전극(20) 및 절연성 유기 필름(40)을 포함하는 적층체(2)의 두께 방향의 상면(2a)에 중간층(50)을 사이에 두고 적층된 세라믹스층(60)을 구비한다. The electrostatic chuck device 1 of the present invention includes a plurality of internal electrodes 20, an insulating organic film 40 provided on both sides of the internal electrode 20 in the thickness direction, and at least the internal electrode 20 and the insulating organic film. A ceramic layer 60 laminated with an intermediate layer 50 therebetween is provided on an upper surface 2a in the thickness direction of the laminate 2 including the film 40.

Description

정전 척 장치Electrostatic chuck device

본 발명은, 정전 척 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an electrostatic chuck device.

반도체 웨이퍼를 사용하여 반도체 집적 회로를 제조하는 경우나, 글라스 기판, 필름 등의 절연성 기판을 사용한 액정 패널을 제조하는 경우에는, 반도체 웨이퍼, 글라스 기판, 절연성 기판 등의 기재(基材)를 소정 부위에 흡착 유지할 필요가 있다. 그 때문에, 그들 기재를 흡착 유지하기 위해서, 기계적 방법에 의한 메카니컬 척(chuck)이나 진공 척 등이 이용되고 있었다. 그렇지만, 이들 유지 방법은, 기재(피흡착체)를 균일하게 유지하는 것이 곤란하거나, 진공 중에 사용할 수 없거나, 시료 표면의 온도가 너무 상승하는 등의 문제가 있었다. 그래서, 근래, 피흡착체의 유지에는, 이들 문제를 해결할 수 있는 정전 척 장치가 이용되고 있다. When manufacturing a semiconductor integrated circuit using a semiconductor wafer, or when manufacturing a liquid crystal panel using an insulating substrate such as a glass substrate or film, a substrate such as a semiconductor wafer, a glass substrate, or an insulating substrate is placed at a predetermined site. Need to keep adsorbed on. Therefore, in order to adsorb and hold these substrates, a mechanical chuck or a vacuum chuck by a mechanical method has been used. However, these holding methods have problems such as difficulty in uniformly holding the base material (adsorbed body), it cannot be used in a vacuum, or the temperature of the sample surface is too high. Therefore, in recent years, an electrostatic chuck device capable of solving these problems has been used for holding an adherend.

정전 척 장치는, 내부 전극이 되는 도전성 지지 부재와, 그것을 피복하는 유전성 재료로 이루어지는 유전층을, 주요부로서 구비한다. 이 주요부에 의해 피흡착체를 흡착시킬 수 있다. 정전 척 장치 내의 내부 전극에 전압을 인가하여, 피흡착체와 도전성 지지 부재와의 사이에 전위차를 일으키게 하면, 유전층의 사이에 정전기적인 흡착력이 발생한다. 이것에 의해, 피흡착체는 도전성 지지 부재에 대해 거의 평탄하게 지지된다. The electrostatic chuck device includes a conductive support member serving as an internal electrode, and a dielectric layer made of a dielectric material covering the conductive support member as a main part. The body to be adsorbed can be adsorbed by this main part. When a voltage is applied to the internal electrodes in the electrostatic chuck device to cause a potential difference between the adherend and the conductive support member, an electrostatic attraction force is generated between the dielectric layers. Thereby, the adherend is supported substantially flatly with respect to the conductive support member.

종래의 정전 척 장치로서는, 내부 전극 상에 절연성 유기 필름을 적층하여, 유전층을 형성한 정전 척 장치(예를 들면, 특허 문헌 1 참조)가 알려져 있다. 또, 내부 전극 상에 세라믹스를 용사(溶射)하여, 유전층을 형성한 정전 척 장치(예를 들면, 특허 문헌 2 참조)가 알려져 있다. 또, 내부 전극 상에 적층한 절연성 유기 필름 상에 세라믹스를 용사하여, 세라믹스층을 형성한 정전 척 장치(예를 들면, 특허 문헌 3 참조)가 알려져 있다. As a conventional electrostatic chuck device, an electrostatic chuck device in which an insulating organic film is laminated on an internal electrode to form a dielectric layer (see, for example, Patent Document 1) is known. Further, an electrostatic chuck device (for example, refer to Patent Document 2) in which a dielectric layer is formed by thermal spraying ceramics on an internal electrode is known. Further, there is known an electrostatic chucking device (for example, see Patent Document 3) in which ceramics are formed by spraying ceramics on an insulating organic film laminated on an internal electrode.

특허 문헌 1 : 일본특허공개 제2004－235563호 공보Patent Document 1: Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2004-235563 특허 문헌 2 : 일본실용신안공고 평6－36583호 공보Patent Document 2: Japanese Utility Model Publication No. Hei6-36583 특허 문헌 3 : 일본특허 제5054022호 공보Patent Document 3: Japanese Patent No. 504022

특허 문헌 1에 기재되어 있는 바와 같은, 내부 전극 상에 마련한 절연성 유기 필름으로 이루어지는 유전층에서 형성된 쿨롱 힘에 의해, 피흡착체를 흡착하는 정전 척 장치는, 흡착력에는 우수하다. 그렇지만, 이 정전 척 장치는, 드라이 에칭 장치에서 사용하는 플라즈마 환경 하에서의 내성이 낮고, 제품 수명이 짧다고 하는 과제가 있었다. As described in Patent Document 1, an electrostatic chuck device that adsorbs an adsorbed object by means of a Coulomb force formed in a dielectric layer made of an insulating organic film provided on an internal electrode is excellent in adsorbing power. However, this electrostatic chuck device has a problem of low resistance under a plasma environment used in a dry etching device and short product life.

또, 특허 문헌 2에 기재되어 있는 바와 같은, 내부 전극 상에 세라믹스를 용사(溶射)하여 형성한 유전층을 가지는 정전 척 장치는, 플라즈마 내성이 있다. 그렇지만, 세라믹스 입자 사이에 공극이 존재하기 때문에, 안정된 절연성을 얻는 것이 어려울 뿐만 아니라, 절연성 확보를 위해서 유전층을 두껍게 해야 한다. 그 때문에, 쿨롱 힘으로 피흡착체를 흡착하는 정전 척 장치로서는, 높은 흡착력을 얻는 것이 어렵다고 하는 과제가 있었다. In addition, as described in Patent Document 2, an electrostatic chuck device having a dielectric layer formed by spraying ceramics on an internal electrode has plasma resistance. However, since voids exist between the ceramic particles, it is difficult not only to obtain stable insulating properties, but also the dielectric layer must be thickened to secure the insulating properties. Therefore, there has been a problem in that it is difficult to obtain a high adsorption force as an electrostatic chuck device that adsorbs an adherend with a Coulomb force.

또, 특허 문헌 3에 기재되어 있는 바와 같은, 내부 전극 상에 적층한 절연성 유기 필름 상에 세라믹스를 용사하여 형성한 세라믹스층을 가지는 정전 척 장치에서는, 절연성 유기 필름 상에 세라믹스층을 용사 형성하기 위해서, 절연성 유기 필름 상에 요철 형성이 필요했다. 그렇지만, 이 요철 형성이나 세라믹스 용사에 의해, 절연성 유기 필름의 절연성이 저하되어, 정전 척 장치로서 사용하려면 세라믹스층의 두께가 적어도 100μm 필요했다. 또, 절연성 유기 필름 상에 세라믹스를 용사한 경우, 절연성 유기 필름의 단부까지 세라믹스층으로 덮을 수 없었다. 절연성 유기 필름의 단부가 노출되어 있으면, 정전 척 장치의 플라즈마 내성이 저하된다. In addition, in the electrostatic chuck device having a ceramic layer formed by spraying ceramics on an insulating organic film laminated on an internal electrode as described in Patent Document 3, in order to thermally form a ceramic layer on the insulating organic film , It was necessary to form irregularities on the insulating organic film. However, due to the formation of irregularities and ceramics spraying, the insulating property of the insulating organic film is lowered, and the thickness of the ceramic layer is required to be at least 100 μm in order to be used as an electrostatic chuck device. Moreover, when the ceramics were sprayed onto the insulating organic film, it was not possible to cover the end of the insulating organic film with the ceramic layer. When the end portion of the insulating organic film is exposed, the plasma resistance of the electrostatic chuck device decreases.

본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 뛰어난 플라즈마 내성과 내전압성을 가지고, 또한 흡착성에도 뛰어난 정전 척 장치를 제공하는 것을 과제로 한다. The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an electrostatic chuck device having excellent plasma resistance and voltage resistance, and also excellent in adsorption properties.

본 발명은, 이하의 형태를 가진다. The present invention has the following aspects.

[1] 복수의 내부 전극과, 상기 내부 전극의 두께 방향의 양면측에 마련된 절연성 유기 필름과, 적어도 상기 내부 전극 및 상기 절연성 유기 필름을 포함하는 적층체의 두께 방향의 상면에 중간층을 사이에 두고 적층된 세라믹스층을 구비한 것을 특징으로 하는 정전 척 장치. [1] A plurality of internal electrodes, an insulating organic film provided on both sides in the thickness direction of the internal electrode, and an intermediate layer interposed on an upper surface of the laminate including at least the internal electrode and the insulating organic film in the thickness direction An electrostatic chuck device comprising a laminated ceramic layer.

[2] 상기 세라믹스층은, 상기 중간층을 사이에 두고 상기 적층체의 외면 전면(全面)을 덮는 것을 특징으로 하는 [1]에 기재된 정전 척 장치. [2] The electrostatic chuck device according to [1], wherein the ceramic layer covers the entire outer surface of the laminate with the intermediate layer therebetween.

[3] 상기 세라믹스층은, 베이스층과, 상기 베이스층의 상면에 형성되고, 요철을 가지는 표층을 가지는 것을 특징으로 하는 [1] 또는 [2]에 기재된 정전 척 장치. [3] The electrostatic chuck device according to [1] or [2], wherein the ceramic layer has a base layer and a surface layer formed on an upper surface of the base layer and having irregularities.

[4] 상기 중간층은, 유기 절연성 수지 및 무기 절연성 수지 중 적어도 일방과, 무기 충전제 및 섬유 모양 충전제 중 적어도 일방을 포함하는 것을 특징으로 하는 [1] 내지 [3] 중 어느 한 항에 기재된 정전 척 장치. [4] The electrostatic chuck according to any one of [1] to [3], wherein the intermediate layer contains at least one of an organic insulating resin and an inorganic insulating resin, and at least one of an inorganic filler and a fibrous filler. Device.

[5] 상기 무기 충전제는, 구형(球形) 분체(粉體) 및 부정형(不定形) 분체 중 적어도 일방인 것을 특징으로 하는 [4]에 기재된 정전 척 장치. [5] The electrostatic chuck device according to [4], wherein the inorganic filler is at least one of a spherical powder and a non-standard powder.

[6] 상기 구형 분체 및 상기 부정형 분체는, 알루미나, 실리카 및 이트리아(Yttria)로 이루어지는 군(群)으로부터 선택되는 적어도 1종인 것을 특징으로 하는 [5]에 기재된 정전 척 장치. [6] The electrostatic chuck device according to [5], wherein the spherical powder and the amorphous powder are at least one selected from the group consisting of alumina, silica, and Yttria.

[7] 상기 섬유 모양 충전제는, 식물 섬유, 무기 섬유 및 섬유화된 유기 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 것을 특징으로 하는 [4] 내지 [6] 중 어느 한 항에 기재된 정전 척 장치. [7] The electrostatic chucking device according to any one of [4] to [6], wherein the fibrous filler is at least one selected from the group consisting of plant fibers, inorganic fibers and fibrous organic resins.

[8] 상기 절연성 유기 필름은, 폴리이미드 필름인 것을 특징으로 하는 [1] 내지 [7] 중 어느 한 항에 기재된 정전 척 장치.[8] The electrostatic chuck device according to any one of [1] to [7], wherein the insulating organic film is a polyimide film.

[9] 상기 절연성 유기 필름은, 상기 내부 전극의 두께 방향의 하면측에 마련된 제1 절연성 유기 필름과 상기 내부 전극의 두께 방향의 상면측에 마련된 제2 절연성 유기 필름으로 이루어지며, 상기 제1 절연성 유기 필름의 상기 내부 전극과는 반대측의 면에 제1 접착제층이 마련되고, 상기 제1 절연성 유기 필름 및 상기 제1 절연성 유기 필름의 두께 방향의 상면측에 마련된 상기 내부 전극과 상기 제2 절연성 유기 필름의 사이에 제2 접착제층이 마련되고, 상기 제1 접착제층의 두께, 상기 제1 절연성 유기 필름의 두께, 상기 내부 전극의 두께, 상기 제2 접착제층의 두께, 상기 제2 절연성 유기 필름의 두께, 상기 중간층의 두께, 및 상기 세라믹스층의 두께의 합계가 200μm 이하인 것을 특징으로 하는 [1] 내지 [8] 중 어느 한 항에 기재된 정전 척 장치. [9] The insulating organic film is composed of a first insulating organic film provided on a lower surface side in a thickness direction of the internal electrode and a second insulating organic film provided on an upper surface side in the thickness direction of the internal electrode, and the first insulating property A first adhesive layer is provided on a surface of the organic film opposite to the internal electrode, and the internal electrode and the second insulating organic film are provided on an upper surface side in the thickness direction of the first insulating organic film and the first insulating organic film. A second adhesive layer is provided between the films, the thickness of the first adhesive layer, the thickness of the first insulating organic film, the thickness of the internal electrode, the thickness of the second adhesive layer, the thickness of the second insulating organic film The electrostatic chuck device according to any one of [1] to [8], wherein the total of the thickness, the thickness of the intermediate layer, and the thickness of the ceramic layer is 200 μm or less.

본 발명에 의하면, 뛰어난 플라즈마 내성과 내전압성을 가지고, 또한 흡착성에도 뛰어난 정전 척 장치를 제공할 수 있다. Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to provide an electrostatic chuck device having excellent plasma resistance and voltage resistance, and also excellent in adsorption properties.

도 1은 본 발명의 정전 척 장치의 개략 구성을 나타내고, 정전 척 장치의 높이 방향을 따르는 단면도이다. 1 shows a schematic configuration of an electrostatic chuck device of the present invention, and is a cross-sectional view along the height direction of the electrostatic chuck device.

이하, 본 발명을 적용한 실시 형태의 정전 척 장치에 대해 설명한다. 또, 이하의 설명에서 이용하는 도면에서, 각 구성요소의 치수 비율 등이 실제와 동일하 것에 한정되지 않는다. Hereinafter, an electrostatic chuck device according to an embodiment to which the present invention is applied will be described. In addition, in the drawings used in the following description, the dimensional ratios and the like of each component are not limited to the actual ones.

또, 본 실시 형태는, 발명의 취지를 보다 좋게 이해시키기 위해서 구체적으로 설명하는 것이며, 특별히 지정이 없는 한, 본 발명을 한정하는 것은 아니다. In addition, the present embodiment is specifically described in order to better understand the gist of the invention, and does not limit the invention unless otherwise specified.

[정전 척 장치] [Electrostatic chuck device]

도 1은, 본 실시 형태의 정전 척 장치의 개략 구성을 나타내고, 정전 척 장치의 높이 방향을 따르는 단면도이다. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an electrostatic chuck device according to the present embodiment, along a height direction of the electrostatic chuck device.

도 1에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태의 정전 척 장치(1)는, 기판(10)과, 복수의 내부 전극(20)과, 접착제층(30)과, 절연성 유기 필름(40)과, 중간층(50)과, 세라믹스층(60)을 구비한다. 상세하게는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태의 정전 척 장치(1)는, 기판(10)과, 제1 내부 전극(21)과, 제2 내부 전극(22)과, 제1 접착제층(31)과, 제2 접착제층(32)과, 제1 절연성 유기 필름(41)과, 제2 절연성 유기 필름(42)과, 중간층(50)과, 세라믹스층(60)을 구비한다. As shown in FIG. 1, the electrostatic chuck device 1 of the present embodiment includes a substrate 10, a plurality of internal electrodes 20, an adhesive layer 30, an insulating organic film 40, and an intermediate layer. 50 and a ceramic layer 60 are provided. Specifically, as shown in FIG. 1, the electrostatic chuck device 1 of the present embodiment includes a substrate 10, a first internal electrode 21, a second internal electrode 22, and a first adhesive. A layer 31, a second adhesive layer 32, a first insulating organic film 41, a second insulating organic film 42, an intermediate layer 50, and a ceramic layer 60 are provided.

본 실시 형태의 정전 척 장치(1)에서는, 기판(10)의 표면(기판(10)의 두께 방향의 상면)(10a)에, 제1 접착제층(31)과, 제1 절연성 유기 필름(41)과, 제1 내부 전극(21) 및 제2 내부 전극(22)과, 제2 접착제층(32)과, 제2 절연성 유기 필름(42)과, 중간층(50)과, 세라믹스층(60)이 이 순서로 적층되어 있다. In the electrostatic chuck device 1 of the present embodiment, the first adhesive layer 31 and the first insulating organic film 41 are formed on the surface of the substrate 10 (the upper surface in the thickness direction of the substrate 10) 10a. ), a first internal electrode 21 and a second internal electrode 22, a second adhesive layer 32, a second insulating organic film 42, an intermediate layer 50, and a ceramics layer 60 They are stacked in this order.

내부 전극(20)의 두께 방향의 양면(내부 전극(20)의 두께 방향의 상면(20a), 내부 전극(20)의 두께 방향의 하면(20b))측에 각각 절연성 유기 필름(40)이 마련되어 있다. 상세하게는, 제1 내부 전극(21)의 두께 방향의 상면(21a)측 및 제2 내부 전극(22)의 두께 방향의 상면(22a)측에, 제2 절연성 유기 필름(42)이 마련되어 있다. 또, 제1 내부 전극(21)의 두께 방향의 하면(21b)측 및 제2 내부 전극(22)의 두께 방향의 하면(22b)측에, 제1 절연성 유기 필름(41)이 마련되어 있다. An insulating organic film 40 is provided on both sides of the internal electrode 20 in the thickness direction (the upper surface 20a in the thickness direction of the internal electrode 20, and the lower surface 20b in the thickness direction of the internal electrode 20). have. Specifically, the second insulating organic film 42 is provided on the upper surface 21a side of the first internal electrode 21 in the thickness direction and on the upper surface 22a side in the thickness direction of the second internal electrode 22 . Further, a first insulating organic film 41 is provided on the lower surface 21b side of the first internal electrode 21 in the thickness direction and on the lower surface 22b side in the thickness direction of the second internal electrode 22.

제1 절연성 유기 필름(41)의 내부 전극(20)과는 반대측의 면(제1 절연성 유기 필름(41)의 하면(41b))에 제1 접착제층(31)이 마련되어 있다. 제1 절연성 유기 필름(41) 및 제1 절연성 유기 필름(41)의 두께 방향의 상면(41a)에 마련된 내부 전극(20)과 제2 절연성 유기 필름(42)의 사이에 제2 접착제층(32)이 마련되어 있다. A first adhesive layer 31 is provided on a surface of the first insulating organic film 41 opposite to the internal electrode 20 (the lower surface 41b of the first insulating organic film 41 ). A second adhesive layer 32 between the internal electrode 20 and the second insulating organic film 42 provided on the upper surface 41a of the first insulating organic film 41 and the first insulating organic film 41 in the thickness direction. ) Is provided.

제1 접착제층(31)의 두께, 제1 절연성 유기 필름(41)의 두께, 내부 전극(20)의 두께, 제2 접착제층(32)의 두께, 제2 절연성 유기 필름(42)의 두께, 중간층(50)의 두께, 및 세라믹스층(60)(세라믹스 베이스층(61), 세라믹스 표층(62))의 두께의 합계(이하, 「합계 두께(1)」라고 함)가 200μm 이하인 것이 바람직하고, 170μm 이하인 것이 보다 바람직하다. 상기의 합계 두께(1)가 200μm 이하이면, 정전 척 장치(1)는 내전압 특성, 내플라즈마성이 뛰어나고, 결과로서 흡착력이 뛰어나다. The thickness of the first adhesive layer 31, the thickness of the first insulating organic film 41, the thickness of the internal electrode 20, the thickness of the second adhesive layer 32, the thickness of the second insulating organic film 42, It is preferable that the total thickness of the intermediate layer 50 and the thickness of the ceramic layer 60 (ceramic base layer 61, ceramic surface layer 62) (hereinafter referred to as ``total thickness 1'') is 200 μm or less, , More preferably 170 μm or less. When the total thickness 1 is 200 µm or less, the electrostatic chuck device 1 is excellent in voltage withstand characteristics and plasma resistance, and as a result, excellent suction power.

제1 접착제층(31)의 두께, 제1 절연성 유기 필름(41)의 두께, 내부 전극(20)의 두께, 제2 접착제층(32)의 두께, 및 제2 절연성 유기 필름(42)의 두께의 합계(이하, 「합계 두께(2)」라고 함)가 110μm 이하인 것이 바람직하고, 90μm 이하인 것이 보다 바람직하다. 상기의 합계 두께(2)가 110μm 이하이면, 정전 척 장치(1)는 내전압 특성, 내플라즈마성이 뛰어나고, 결과로서 흡착력이 뛰어난다. The thickness of the first adhesive layer 31, the thickness of the first insulating organic film 41, the thickness of the internal electrode 20, the thickness of the second adhesive layer 32, and the thickness of the second insulating organic film 42 It is preferable that the sum of (hereinafter referred to as "total thickness (2)") is 110 μm or less, and more preferably 90 μm or less. When the total thickness 2 is 110 μm or less, the electrostatic chuck device 1 has excellent withstand voltage characteristics and plasma resistance and, as a result, excellent suction power.

제2 접착제층(32)의 두께, 및 제2 절연성 유기 필름(42)의 두께의 합계(이하, 「합계 두께(3)」라고 함)가 50μm 이하인 것이 바람직하고, 40μm 이하인 것이 보다 바람직하다. 상기의 합계 두께(2)가 50μm 이하이면, 정전 척 장치(1)는 내전압 특성, 내플라즈마성이 뛰어나고, 결과로서 흡착력이 뛰어난다. The total of the thickness of the second adhesive layer 32 and the thickness of the second insulating organic film 42 (hereinafter, referred to as "total thickness 3") is preferably 50 μm or less, and more preferably 40 μm or less. When the total thickness 2 is 50 μm or less, the electrostatic chuck device 1 has excellent voltage withstand characteristics and plasma resistance, and as a result, excellent suction power.

적어도 내부 전극(20) 및 절연성 유기 필름(40)을 포함하는 적층체(2)의 두께 방향의 상면(2a)(제2 절연성 유기 필름(42)의 상면(42a))에, 중간층(50)을 사이에 두고 세라믹스층(60)이 적층되어 있다. At least on the upper surface 2a (the upper surface 42a of the second insulating organic film 42) in the thickness direction of the laminate 2 including the internal electrode 20 and the insulating organic film 40, the intermediate layer 50 The ceramics layer 60 is stacked with a gap between them.

도 1에 나타내는 바와 같이, 세라믹스층(60)은, 중간층(50)을 사이에 두고 적층체(2)의 외면(적층체(2)의 상면(2a), 측면(적층체(2)의 두께 방향을 따르는 면, 제1 접착제층(31)의 측면, 제2 접착제층(32)의 측면, 제1 절연성 유기 필름(41)의 측면, 및 제2 절연성 유기 필름(42)의 측면)(2b) 전면(全面)을 덮는 것이 바람직하다. 환언하면, 중간층(50)이 적층체(2)의 외면 전면을 덮고, 그 중간층(50)의 외면(중간층(50)의 상면(50a), 측면(적층체(2)의 두께 방향을 따르는 면)(50b) 전면을, 세라믹스층(60)이 덮는 것이 바람직하다. As shown in Fig. 1, the ceramic layer 60 is the outer surface of the laminate 2 (the upper surface 2a of the laminate 2, the side surface (the thickness of the laminate 2) with the intermediate layer 50 interposed therebetween). The side along the direction, the side of the first adhesive layer 31, the side of the second adhesive layer 32, the side of the first insulating organic film 41, and the side of the second insulating organic film 42) (2b) ) It is preferable to cover the entire surface, in other words, the intermediate layer 50 covers the entire outer surface of the laminate 2, and the outer surface of the intermediate layer 50 (the upper surface 50a of the intermediate layer 50, the side surface ( It is preferable that the ceramics layer 60 covers the entire surface of the surface along the thickness direction of the laminate 2) 50b.

도 1에 나타내는 바와 같이, 세라믹스층(60)은, 세라믹스 베이스층(61)과, 세라믹스 베이스층(61)의 상면(세라믹스 베이스층(61)의 두께 방향의 상면)(61a)에 형성되고, 요철을 가지는 세라믹스 표층(62)을 가지는 것이 바람직하다. 1, the ceramics layer 60 is formed on the ceramics base layer 61 and the upper surface of the ceramics base layer 61 (the upper surface in the thickness direction of the ceramics base layer 61) 61a, It is preferable to have a ceramic surface layer 62 having irregularities.

세라믹스 베이스층(61)의 두께, 세라믹스 표층(62)의 두께, 중간층(50), 제2 접착제층(32)의 두께, 및 제2 절연성 유기 필름(42)의 두께의 합계(이하, 「합계 두께(4)」라고 함)가 125μm 이하인 것이 바람직하고, 110μm 이하인 것이 보다 바람직하다. 상기의 합계 두께(4)가 125μm 이하이면, 정전 척 장치(1)는 내전압 특성, 내플라즈마성이 뛰어나고, 결과로서 흡착력이 뛰어난다. The sum of the thickness of the ceramics base layer 61, the thickness of the ceramics surface layer 62, the thickness of the intermediate layer 50, the second adhesive layer 32, and the thickness of the second insulating organic film 42 (hereinafter referred to as “sum Thickness (4)") is preferably 125 μm or less, and more preferably 110 μm or less. When the total thickness 4 is 125 μm or less, the electrostatic chuck device 1 has excellent voltage withstand characteristics and plasma resistance, and as a result, excellent suction power.

제1 내부 전극(21) 및 제2 내부 전극(22)은, 제1 절연성 유기 필름(41) 또는 제2 절연성 유기 필름(42)에 접하고 있어도 괜찮다. 또, 제1 내부 전극(21) 및 제2 내부 전극(22)은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 제2 접착제층(32)의 내부에 형성되고 있어도 괜찮다. 제1 내부 전극(21) 및 제2 내부 전극(22)의 배치는, 적절히 설계할 수 있다. The first internal electrode 21 and the second internal electrode 22 may be in contact with the first insulating organic film 41 or the second insulating organic film 42. In addition, the first internal electrode 21 and the second internal electrode 22 may be formed inside the second adhesive layer 32 as shown in FIG. 1. The arrangement of the first internal electrode 21 and the second internal electrode 22 can be appropriately designed.

제1 내부 전극(21)과 제2 내부 전극(22)은, 각각 독립되어 있기 때문에, 동일 극성(極性)의 전압을 인가하는 것만이 아니라, 극성이 다른 전압을 인가할 수도 있다. 제1 내부 전극(21) 및 제2 내부 전극(22)은, 도전체, 반도체 및 절연체 등의 피흡착체를 흡착할 수 있으면, 그 전극 패턴이나 형상은 특별히 한정되지 않는다. 또, 제1 내부 전극(21)만이 단극(單極)으로서 마련되어 있어도 괜찮다. Since the first internal electrode 21 and the second internal electrode 22 are independent from each other, not only voltages of the same polarity are applied, but voltages having different polarities may be applied. The first internal electrode 21 and the second internal electrode 22 are not particularly limited in their electrode patterns and shapes as long as they can adsorb an adherend such as a conductor, a semiconductor, and an insulator. In addition, only the first internal electrode 21 may be provided as a single pole.

본 실시 형태의 정전 척 장치(1)는, 적어도 제2 절연성 유기 필름(42)의 상면(42a)에, 중간층(50)을 사이에 두고 세라믹스층(60)이 적층되어 있으면, 그 외의 층 구성에 대해서는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 1에 나타내는 기판(10)이 없어도 괜찮다. In the electrostatic chuck device 1 of the present embodiment, if the ceramic layer 60 is laminated at least on the upper surface 42a of the second insulating organic film 42 with the intermediate layer 50 interposed therebetween, other layer configurations It does not specifically limit about. For example, the substrate 10 shown in Fig. 1 may not be present.

기판(10)으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 세라믹스 기판, 탄화 규소 기판, 알루미늄이나 스테인리스 등으로 이루어지는 금속 기판 등을 들 수 있다. The substrate 10 is not particularly limited, and includes a ceramic substrate, a silicon carbide substrate, a metal substrate made of aluminum, stainless steel, or the like.

내부 전극(20)으로서는, 전압을 인가했을 때에 정전 흡착력을 발현할 수 있는 도전성 물질로 이루어지는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 내부 전극(20)으로서는, 예를 들면, 구리, 알루미늄, 금, 은, 백금, 크롬, 니켈, 텅스텐 등의 금속으로 이루어지는 박막, 및 상기의 금속으로부터 선택되는 적어도 2종의 금속으로 이루어지는 박막이 바람직하게 이용된다. 이러한 금속의 박막으로서는, 증착, 도금, 스퍼터링(sputtering) 등에 의해 성막(成膜)된 것이나, 도전성 페이스트를 도포 건조하여 성막된 것, 구체적으로는, 동박(銅箔) 등의 금속박을 들 수 있다. The internal electrode 20 is not particularly limited as long as it is made of a conductive material capable of expressing an electrostatic adsorption force when a voltage is applied. As the internal electrode 20, for example, a thin film made of a metal such as copper, aluminum, gold, silver, platinum, chromium, nickel, tungsten, and a thin film made of at least two metals selected from the above metals is preferable. Is used. Examples of such a metal thin film include a film formed by vapor deposition, plating, sputtering, etc., or a film formed by coating and drying a conductive paste, specifically, a metal foil such as copper foil. .

제2 접착제층(32)의 두께가, 내부 전극(20)의 두께보다도 크게 되어 있으면, 내부 전극(20)의 두께는 특별히 한정되지 않는다. 내부 전극(20)의 두께는, 20μm 이하인 것이 바람직하다. 내부 전극(20)의 두께가, 20μm 이하이면, 제2 절연성 유기 필름(42)을 형성할 때에, 그 상면(42a)에 요철이 생기기 어렵다. 그 결과, 제2 절연성 유기 필름(42) 상에 세라믹스층(60)을 형성할 때나, 세라믹스층(60)을 연마할 때에, 불량이 생기기 어렵다. If the thickness of the second adhesive layer 32 is larger than the thickness of the internal electrode 20, the thickness of the internal electrode 20 is not particularly limited. It is preferable that the thickness of the internal electrode 20 is 20 μm or less. When the thickness of the internal electrode 20 is 20 μm or less, when forming the second insulating organic film 42, it is difficult to generate irregularities on the upper surface 42a. As a result, when the ceramic layer 60 is formed on the second insulating organic film 42 or when the ceramic layer 60 is polished, defects are unlikely to occur.

내부 전극(20)의 두께는, 1μm 이상인 것이 바람직하다. 내부 전극(20)의 두께가 1μm 이상이면, 내부 전극(20)과 제1 절연성 유기 필름(41) 또는 제2 절연성 유기 필름(42)을 접합할 때에, 충분한 접합 강도가 얻어진다. It is preferable that the thickness of the internal electrode 20 is 1 μm or more. When the thickness of the internal electrode 20 is 1 μm or more, sufficient bonding strength is obtained when bonding the internal electrode 20 and the first insulating organic film 41 or the second insulating organic film 42.

제1 내부 전극(21)과 제2 내부 전극(22)에, 극성이 다른 전압을 인가하는 경우, 인접하는 제1 내부 전극(21)과 제2 내부 전극(22)의 간격(내부 전극(20)의 두께 방향과 수직인 방향의 간격)은, 2mm 이하인 것이 바람직하다. 제1 내부 전극(21)과 제2 내부 전극(22)의 간격이 2mm 이하이면, 제1 내부 전극(21)과 제2 내부 전극(22)의 사이에 충분한 정전력이 발생하여, 충분한 흡착력이 발생한다. When voltages having different polarities are applied to the first internal electrode 21 and the second internal electrode 22, the distance between the adjacent first internal electrode 21 and the second internal electrode 22 (internal electrode 20 ) Is preferably 2 mm or less. When the distance between the first internal electrode 21 and the second internal electrode 22 is 2 mm or less, sufficient static power is generated between the first internal electrode 21 and the second internal electrode 22, and a sufficient adsorption force is achieved. Occurs.

내부 전극(20)으로부터 피흡착체까지의 거리, 즉, 제1 내부 전극(21)의 상면(21a) 및 제2 내부 전극(22)의 상면(22a)으로부터 세라믹스 표층(62) 상에 흡착되는 피흡착체까지의 거리(제1 내부 전극(21)의 상면(21a) 및 제2 내부 전극(22)의 상면(22a) 상에 존재하는, 제2 접착제층(32), 제2 절연성 유기 필름(42), 중간층(50), 세라믹스 베이스층(61) 및 세라믹스 표층(62)의 두께의 합계)는, 50μm~125μm인 것이 바람직하다. 내부 전극(20)으로부터 피흡착체까지의 거리가 50μm 이상이면, 제2 접착제층(32), 제2 절연성 유기 필름(42), 중간층(50), 세라믹스 베이스층(61) 및 세라믹스 표층(62)으로 이루어지는 적층체의 절연성을 확보할 수 있다. 한편, 내부 전극(20)으로부터 피흡착체까지의 거리가 125μm 이하이면, 충분한 흡착력이 발생한다. The distance from the internal electrode 20 to the object to be adsorbed, that is, the absorption absorbed on the ceramic surface layer 62 from the upper surface 21a of the first internal electrode 21 and the upper surface 22a of the second internal electrode 22 Distance to the complex (the second adhesive layer 32, the second insulating organic film 42, which are present on the upper surface 21a of the first internal electrode 21 and the upper surface 22a of the second internal electrode 22) ), the sum of the thicknesses of the intermediate layer 50, the ceramics base layer 61, and the ceramics surface layer 62) is preferably 50 μm to 125 μm. When the distance from the internal electrode 20 to the adherend is 50 μm or more, the second adhesive layer 32, the second insulating organic film 42, the intermediate layer 50, the ceramics base layer 61, and the ceramics surface layer 62 Insulation of the laminate made of can be ensured. On the other hand, if the distance from the internal electrode 20 to the adherend is 125 μm or less, a sufficient adsorption force is generated.

접착제층(30)을 구성하는 접착제로서는, 에폭시 수지, 페놀 수지, 스틸렌계 블록 공중합체, 폴리아미드 수지, 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체, 폴리에스테르 수지, 폴리이미드 수지, 실리콘 수지, 아민 화합물, 비스말레이미드(Bismaleimide) 화합물 등으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 수지를 주성분으로 하는 접착제가 이용된다. As the adhesive constituting the adhesive layer 30, an epoxy resin, a phenol resin, a styrene block copolymer, a polyamide resin, an acrylonitrile-butadiene copolymer, a polyester resin, a polyimide resin, a silicone resin, an amine compound, and a bis An adhesive containing as a main component one or two or more resins selected from maleimide compounds and the like is used.

에폭시 수지로서는, 비스페놀형 에폭시 수지, 페놀노볼락형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지, 글리시딜 에테르형(glycidyl ether型) 에폭시 수지, 글리시딜 에테르형 에폭시 수지, 글리시딜 아민형 에폭시 수지, 트리히드록시 페닐 메탄형 에폭시 수지, 테트라글리시딜 페놀 알칸형 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시 수지, 디글리시딜 디페닐 메탄형 에폭시 수지, 디글리시딜 비페닐형 에폭시 수지 등의 2관능기(官能基) 또는 다관능(多官能) 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 비스페놀형 에폭시 수지가 바람직하다. 비스페놀형 에폭시 수지 중에서도, 비스페놀 A형 에폭시 수지가 특히 바람직하다. 또, 에폭시 수지를 주성분으로 하는 경우, 필요에 따라서, 이미다졸류, 제3 아민류, 페놀류, 디시안디아미드류, 방향족 디아민류, 유기 과산화물 등의 에폭시 수지용 경화제나 경화 촉진제를 배합할 수도 있다. Examples of the epoxy resin include bisphenol type epoxy resin, phenol novolak type epoxy resin, cresol novolak type epoxy resin, glycidyl ether type epoxy resin, glycidyl ether type epoxy resin, glycidyl amine type epoxy. Difunctional groups such as resin, trihydroxyphenyl methane type epoxy resin, tetraglycidyl phenol alkane type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin, diglycidyl diphenyl methane type epoxy resin, and diglycidyl biphenyl type epoxy resin (官能基) or polyfunctional epoxy resin, etc. are mentioned. Among these, a bisphenol type epoxy resin is preferable. Among the bisphenol type epoxy resins, bisphenol A type epoxy resins are particularly preferred. In the case of using an epoxy resin as a main component, a curing agent or a curing accelerator for epoxy resins such as imidazoles, tertiary amines, phenols, dicyandiamides, aromatic diamines, and organic peroxides may be blended as needed.

페놀 수지로서는, 알킬페놀 수지, p－페닐 페놀 수지, 비스페놀 A형 페놀 수지 등의 노볼락 페놀 수지, 레졸 페놀 수지, 폴리페닐 파라페놀 수지 등을 들 수 있다. Examples of the phenol resin include alkylphenol resins, p-phenyl phenol resins, novolac phenol resins such as bisphenol A phenol resins, resol phenol resins, and polyphenyl paraphenol resins.

스틸렌계 블록 공중합체로서는, 스틸렌-부타디엔-스틸렌 블록 공중합체(SBS), 스틸렌-이소프렌-스틸렌 블록 공중합체(SIS), 스틸렌-에틸렌-프로필렌-스틸렌 공중합체(SEPS) 등을 들 수 있다. Examples of the styrene block copolymer include styrene-butadiene-styrene block copolymer (SBS), styrene-isoprene-styrene block copolymer (SIS), and styrene-ethylene-propylene-styrene copolymer (SEPS).

접착제층(30)(제1 접착제층(31), 제2 접착제층(32))의 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 5μm~20μm인 것이 바람직하고, 10μm~20μm인 것이 보다 바람직하다. 접착제층(30)(제1 접착제층(31), 제2 접착제층(32))의 두께가 5μm 이상이면, 접착제로서 충분히 기능한다. 한편, 접착제층(30)(제1 접착제층(31), 제2 접착제층(32))의 두께가 20μm 이하이면, 흡착력을 해치지 않고, 내부 전극(20)의 전극간 절연을 확보할 수 있다. The thickness of the adhesive layer 30 (the first adhesive layer 31 and the second adhesive layer 32) is not particularly limited, but it is preferably 5 μm to 20 μm, and more preferably 10 μm to 20 μm. When the thickness of the adhesive layer 30 (the first adhesive layer 31 and the second adhesive layer 32) is 5 μm or more, it sufficiently functions as an adhesive. On the other hand, if the thickness of the adhesive layer 30 (the first adhesive layer 31, the second adhesive layer 32) is 20 μm or less, the insulation between the electrodes of the internal electrode 20 can be secured without impairing the adsorption force. .

절연성 유기 필름(40)을 구성하는 재료로서는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 등의 폴리에스테르 종류, 폴리에틸렌 등의 폴리올레핀류, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리아미드이미드, 폴리에테르 설폰, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리에테르 케톤, 폴리에테르이미드, 트리아세틸셀룰로스, 실리콘 고무, 폴리테트라 플루오르 에틸렌 등이 이용된다. 이들 중에서도, 절연성이 뛰어나다는 점에서, 폴리에스테르류, 폴리올레핀류, 폴리이미드, 실리콘 고무, 폴리에테르이미드, 폴리에테르 설폰, 폴리테트라 플루오르 에틸렌이 바람직하고, 폴리이미드가 보다 바람직하다. 폴리이미드 필름으로서, 예를 들면, 도레이·듀퐁사제의 캡톤(상품명), 우베 곤산사제의 유피렉스(UPILEX)(상품명) 등이 이용된다. The material constituting the insulating organic film 40 is not particularly limited, and for example, types of polyester such as polyethylene terephthalate, polyolefins such as polyethylene, polyimide, polyamide, polyamideimide, polyether sulfone, Polyphenylene sulfide, polyether ketone, polyetherimide, triacetylcellulose, silicone rubber, polytetrafluoroethylene, and the like are used. Among these, polyesters, polyolefins, polyimide, silicone rubber, polyetherimide, polyether sulfone, and polytetrafluoroethylene are preferred, and polyimides are more preferred from the viewpoint of excellent insulating properties. As the polyimide film, for example, Kapton (brand name) manufactured by Toray DuPont, UPILEX (brand name) manufactured by Ube Kunshan, etc. are used.

절연성 유기 필름(40)(제1 절연성 유기 필름(41), 제2 절연성 유기 필름(42))의 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 10μm~100μm인 것이 바람직하고, 10μm~50μm인 것이 보다 바람직하다. 절연성 유기 필름(40)(제1 절연성 유기 필름(41), 제2 절연성 유기 필름(42))의 두께가 10μm 이상이면, 절연성을 확보할 수 있다. 한편, 절연성 유기 필름(40)(제1 절연성 유기 필름(41), 제2 절연성 유기 필름(42))의 두께가 100μm 이하이면, 충분한 흡착력이 발생한다. The thickness of the insulating organic film 40 (the first insulating organic film 41, the second insulating organic film 42) is not particularly limited, but it is preferably 10 μm to 100 μm, and more preferably 10 μm to 50 μm. . When the thickness of the insulating organic film 40 (the first insulating organic film 41 and the second insulating organic film 42) is 10 μm or more, insulation can be secured. On the other hand, when the thickness of the insulating organic film 40 (the first insulating organic film 41 and the second insulating organic film 42) is 100 μm or less, a sufficient adsorption force is generated.

중간층(50)은, 유기 절연성 수지 및 무기 절연성 수지 중 적어도 일방과, 무기 충전제 및 섬유 모양 충전제 중 적어도 일방을 포함하는 것이 바람직하다. It is preferable that the intermediate layer 50 contains at least one of an organic insulating resin and an inorganic insulating resin, and at least one of an inorganic filler and a fibrous filler.

유기 절연성 수지로서는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 폴리이미드계 수지, 에폭시계 수지, 아크릴계 수지 등을 들 수 있다. It does not specifically limit as an organic insulating resin, For example, polyimide resin, epoxy resin, acrylic resin, etc. are mentioned.

무기 절연성 수지로서는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 실란계 수지, 실리콘계 수지 등을 들 수 있다. It does not specifically limit as an inorganic insulating resin, For example, a silane type resin, a silicone type resin, etc. are mentioned.

중간층(50)에는, 폴리실라잔을 함유시키는 것이 바람직하다. 폴리실라잔으로서는, 예를 들면, 해당 분야에서 공지의 것을 들 수 있다. 폴리실라잔은, 유기 폴리실라잔이라도 좋고, 무기 폴리실라잔이라도 좋다. 이들 재료는, 1종을 단독으로 이용해도 좋고, 2종 이상을 혼합하여 이용해도 괜찮다. It is preferable to make the intermediate layer 50 contain polysilazane. Examples of polysilazane include those known in the field. The polysilazane may be an organic polysilazane or an inorganic polysilazane. These materials may be used alone or in combination of two or more.

중간층(50) 중의 무기 충전제의 함유량은, 폴리실라잔 100질량부에 대해서 100질량부~300질량부인 것이 바람직하고, 150질량부~250질량부인 것이 보다 바람직하다. 중간층(50) 중의 무기 충전제의 함유량이 상기 범위 내이면, 중간층(50)의 경화물인 수지막 표면에 무기 충전제 입자가 요철을 형성할 수 있기 때문에, 용사 재의 분말이 무기 충전제 입자 사이에 들어가기 쉽고, 상기 수지막 표면에 용사재를 강고하게 접착시킬 수 있다. The content of the inorganic filler in the intermediate layer 50 is preferably 100 parts by mass to 300 parts by mass, and more preferably 150 parts by mass to 250 parts by mass with respect to 100 parts by mass of polysilazane. When the content of the inorganic filler in the intermediate layer 50 is within the above range, the inorganic filler particles can form irregularities on the surface of the resin film, which is a cured product of the intermediate layer 50, so that the powder of the thermal spraying material easily enters between the inorganic filler particles, The thermal spray material can be firmly adhered to the surface of the resin film.

무기 충전제로서는, 특별히 한정되지 않지만, 알루미나, 실리카 및 이트리아로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다. Although it does not specifically limit as an inorganic filler, It is preferable that it is at least 1 type selected from the group consisting of alumina, silica, and yttria.

무기 충전제는, 구형(球形) 분체(粉體) 및 부정형(不定形) 분체 중 적어도 일방인 것이 바람직하다. It is preferable that the inorganic filler is at least one of a spherical powder and an irregular powder.

또, 구형 분체이란, 분체 입자의 모서리부를 둥글게 한 구 모양체이다. 또, 부정형 분체란, 파쇄(破碎) 모양, 판 모양, 인편(鱗片, 비늘 조각) 모양, 바늘 모양 등 형상이 일정인 형태를 취하지 않는 것이다. In addition, the spherical powder is a spherical body in which the corners of the powder particles are rounded. In addition, the irregular powder does not take a shape having a certain shape such as crushed shape, plate shape, scale shape, and needle shape.

무기 충전제의 평균 입자 지름은, 1μm~20μm인 것이 바람직하다. 무기 충전제가 구형 분체인 경우, 그 직경(외경)을 입자 지름으로 하고, 무기 충전제가 부정형 분체인 경우, 그 형상이 가장 긴 개소를 입자 지름으로 한다. It is preferable that the average particle diameter of the inorganic filler is 1 μm to 20 μm. When the inorganic filler is a spherical powder, the diameter (outer diameter) is used as the particle diameter, and when the inorganic filler is an irregular powder, the location with the longest shape is the particle diameter.

섬유 모양 충전제는, 식물 섬유, 무기 섬유 및 섬유화된 유기 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다. The fibrous filler is preferably at least one selected from the group consisting of plant fibers, inorganic fibers and fibrous organic resins.

식물 섬유로서는, 펄프 등을 들 수 있다. Pulp etc. are mentioned as a dietary fiber.

무기 섬유로서는, 알루미나로 이루어지는 섬유 등을 들 수 있다. Examples of the inorganic fibers include fibers made of alumina.

섬유화된 유기 수지로서는, 아라미드나 테플론(등록상표) 등으로 이루어지는 섬유를 들 수 있다. Examples of the fibrous organic resin include fibers made of aramid or Teflon (registered trademark).

무기 충전제는, 섬유 모양 충전제와 병용하는 것이 바람직하고, 중간층(50) 전체(100 체적%)에 대한, 무기 충전제와 섬유 모양 충전제의 합계 함유량은 10체적%~80체적%인 것이 바람직하다. 중간층(50)에서의 무기 충전제와 섬유 모양 충전제의 합계 함유량이 상기의 범위 내이면, 용사에 의해, 중간층(50) 상에 세라믹스층(60)을 균일하게 형성할 수 있다. The inorganic filler is preferably used in combination with the fibrous filler, and the total content of the inorganic filler and the fibrous filler with respect to the entire intermediate layer 50 (100% by volume) is preferably 10% by volume to 80% by volume. When the total content of the inorganic filler and the fibrous filler in the intermediate layer 50 is within the above range, the ceramic layer 60 can be uniformly formed on the intermediate layer 50 by thermal spraying.

중간층(50)의 두께는, 1μm~40μm인 것이 바람직하고, 5μm~20μm인 것이 보다 바람직하다. 중간층(50)의 두께가 1μm 이상이면, 국소적으로 중간층(50)이 얇게 되지 않고, 용사에 의해, 중간층(50) 상에 세라믹스층(60)을 균일하게 형성할 수 있다. 한편, 중간층(50)의 두께가 40μm 이하이면, 충분한 흡착력이 발생한다. The thickness of the intermediate layer 50 is preferably 1 μm to 40 μm, more preferably 5 μm to 20 μm. When the thickness of the intermediate layer 50 is 1 μm or more, the intermediate layer 50 is not locally thinned, and the ceramic layer 60 can be uniformly formed on the intermediate layer 50 by thermal spraying. On the other hand, when the thickness of the intermediate layer 50 is 40 μm or less, sufficient adsorption force is generated.

세라믹스층(60)을 구성하는 재료로서는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 질화 붕소, 질화 알루미늄, 산화 지르코늄, 산화 규소, 산화 주석, 산화 인듐, 석영 글라스, 소다 글라스, 납글라스, 붕규산 글라스, 질화 지르코늄, 산화 티탄 등이 이용된다. 이들 재료는, 1종을 단독으로 이용해도 좋고, 2종 이상을 혼합하여 이용해도 괜찮다. The material constituting the ceramics layer 60 is not particularly limited, and for example, boron nitride, aluminum nitride, zirconium oxide, silicon oxide, tin oxide, indium oxide, quartz glass, soda glass, lead glass, borosilicate glass, Zirconium nitride, titanium oxide, and the like are used. These materials may be used alone or in combination of two or more.

이들 재료는, 평균 입자 지름이 1μm~25μm의 분체인 것이 바람직하다. 이러한 분체를 이용하는 것에 의해, 세라믹스층(60)의 공극을 감소시키고, 세라믹스층(60)의 내전압을 향상시킬 수 있다. It is preferable that these materials are powders having an average particle diameter of 1 μm to 25 μm. By using such a powder, the voids of the ceramic layer 60 can be reduced, and the withstand voltage of the ceramic layer 60 can be improved.

세라믹스 베이스층(61)의 두께는, 10μm~80μm인 것이 바람직하고, 40μm~60μm인 것이 보다 바람직하다. 세라믹스 베이스층(61)의 두께가 10μm 이상이면, 충분한 내플라즈마성 및 내전압성을 나타낸다. 한편, 세라믹스 베이스층(61)의 두께가 80μm 이하이면, 충분한 흡착력이 발생한다. The thickness of the ceramics base layer 61 is preferably 10 µm to 80 µm, more preferably 40 µm to 60 µm. When the thickness of the ceramics base layer 61 is 10 μm or more, sufficient plasma resistance and voltage resistance are exhibited. On the other hand, when the thickness of the ceramics base layer 61 is 80 μm or less, sufficient adsorption force is generated.

세라믹스 표층(62)의 두께는, 5μm~20μm인 것이 바람직하다. 세라믹스 표층(62)의 두께가 5μm 이상이면, 세라믹스 표층(62)의 전역에 걸쳐서, 요철을 형성할 수 있다. 한편, 세라믹스 표층(62)의 두께가 20μm 이하이면, 충분한 흡착력이 발생한다. It is preferable that the thickness of the ceramics surface layer 62 is 5 μm to 20 μm. When the thickness of the ceramic surface layer 62 is 5 μm or more, irregularities can be formed over the entire surface of the ceramic surface layer 62. On the other hand, when the thickness of the ceramic surface layer 62 is 20 μm or less, sufficient adsorption force is generated.

세라믹스 표층(62)은, 그 표면을 연마하는 것에 의해서, 그 흡착력을 향상할 수 있고, 그 표면의 요철을 표면 거칠기 Ra로서 조정할 수 있다. By polishing the surface of the ceramics surface layer 62, the adsorption power can be improved, and the unevenness of the surface can be adjusted as the surface roughness Ra.

여기서, 표면 거칠기 Ra란, JIS　B0601－1994에 규정되는 방법에 의해 측정한 값을 의미한다. Here, the surface roughness Ra means the value measured by the method prescribed|regulated in JIS　B0601-1994.

세라믹스 표층(62)의 표면 거칠기 Ra는, 0.05μm~0.5μm인 것이 바람직하다. 세라믹스 표층(62)의 표면 거칠기 Ra가 상기의 범위 내이면, 피흡착체를 양호하게 흡착할 수 있다. 세라믹스 표층(62)의 표면 거칠기 Ra가 커지면, 피흡착체와 세라믹스 표층(62)과의 접촉 면적이 작게 되기 때문에, 흡착력도 작아진다. It is preferable that the surface roughness Ra of the ceramics surface layer 62 is 0.05 μm to 0.5 μm. When the surface roughness Ra of the ceramics surface layer 62 is within the above range, the object to be adsorbed can be satisfactorily adsorbed. When the surface roughness Ra of the ceramic surface layer 62 increases, the contact area between the adsorbed body and the ceramic surface layer 62 decreases, so that the adsorption force decreases.

이상 설명한 본 실시 형태의 정전 척 장치(1)에서는, 복수의 내부 전극(20)과, 내부 전극(20)의 두께 방향의 양면측에 마련된 절연성 유기 필름(40)과, 적어도 내부 전극(20) 및 절연성 유기 필름(40)을 포함하는 적층체(2)의 두께 방향의 상면(2a)에 중간층(50)을 사이에 두고 적층된 세라믹스층(60)을 구비한다. 따라서, 적어도 적층체(2)의 두께 방향의 상면(2a)측에서, 내플라즈마성 및 내전압성이 향상되고, 사용 중의 이상(異常) 방전을 억제할 수 있다. 그 때문에, 본 실시 형태의 정전 척 장치(1)는, 흡착성에도 뛰어나다. In the electrostatic chuck device 1 of the present embodiment described above, the plurality of internal electrodes 20, the insulating organic film 40 provided on both sides of the internal electrode 20 in the thickness direction, and at least the internal electrode 20 And a ceramic layer 60 laminated with the intermediate layer 50 interposed therebetween on the upper surface 2a of the laminate 2 including the insulating organic film 40 in the thickness direction. Accordingly, at least on the side of the upper surface 2a in the thickness direction of the laminate 2, plasma resistance and voltage resistance are improved, and abnormal discharge during use can be suppressed. Therefore, the electrostatic chuck device 1 of the present embodiment is also excellent in adsorption properties.

본 실시 형태의 정전 척 장치(1)에서, 세라믹스층(60)이, 중간층(50)을 사이에 두고 적층체(2)의 외면 전면을 덮고 있으면, 적층체(2)의 상면(2a)측 및 측면(2b)측에서, 내플라즈마성 및 내전압성이 향상되고, 사용 중의 이상 방전을 억제할 수 있다. 그 때문에, 본 실시 형태의 정전 척 장치(1)는, 보다 흡착성에도 뛰어나다. In the electrostatic chuck device 1 of the present embodiment, if the ceramic layer 60 covers the entire outer surface of the laminate 2 with the intermediate layer 50 therebetween, the upper surface 2a side of the laminate 2 And on the side surface 2b side, plasma resistance and voltage resistance are improved, and abnormal discharge during use can be suppressed. Therefore, the electrostatic chuck device 1 of the present embodiment is more excellent in adsorption properties.

본 실시 형태의 정전 척 장치(1)에서, 세라믹스층(60)이, 세라믹스 베이스층(61)과, 세라믹스 베이스층(61)의 상면(61a)에 형성되고, 요철을 가지는 세라믹스 표층(62)을 가지는 것에 의해, 소망의 흡착력으로 제어할 수 있다. In the electrostatic chuck device 1 of the present embodiment, the ceramics layer 60 is formed on the ceramics base layer 61 and the upper surface 61a of the ceramics base layer 61, and a ceramic surface layer 62 having irregularities. By having a, it can be controlled by a desired adsorption force.

본 실시 형태의 정전 척 장치(1)에서, 중간층(50)이, 유기 절연성 수지 및 무기 절연성 수지 중 적어도 일방과, 무기 충전제 및 섬유 모양 충전제 중 적어도 일방을 포함하는 것에 의해, 중간층(50) 상에 세라믹스층(60)을 균일하게 형성할 수 있다. In the electrostatic chuck device 1 of the present embodiment, the intermediate layer 50 includes at least one of an organic insulating resin and an inorganic insulating resin, and at least one of an inorganic filler and a fibrous filler. The ceramics layer 60 can be formed uniformly.

본 실시 형태의 정전 척 장치(1)에서, 무기 충전제가, 구형 분체 및 부정형 분체 중 적어도 일방인 것에 의해, 중간층(50)에서의 수지 중의 충전 상태가 균일 분산 또는 최밀 충전이 되도록 배합 설계가 가능하고, 게다가 수지 중으로부터 충전제의 일부가 노출되는 설계로 함으로써, 세라믹스 베이스층(61)과의 밀착성을 향상시키는 것이 가능해진다. In the electrostatic chuck device 1 of the present embodiment, the inorganic filler is at least one of spherical powder and irregular powder, so that the state of filling in the resin in the intermediate layer 50 can be uniformly dispersed or tightly filled. In addition, by setting the design in which a part of the filler is exposed from the resin, it becomes possible to improve the adhesion to the ceramic base layer 61.

본 실시 형태의 정전 척 장치(1)에서, 섬유 모양 충전제가, 식물 섬유, 무기 섬유 및 섬유화된 유기 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 것에 의해, 중간층(50)의 강도와 인성이 향상되고, 중간층(50)의 표면에 섬유를 배치하는 것에 의한 세라믹스 베이스층(61)과의 밀착성이 향상되고, 중간층(50)을 사이에 두고 있는 세라믹스 베이스층(61)과 절연성 유기 필름(40)과의 열팽창율 차이에 의한 변형을 완화하는 것이 가능해진다. In the electrostatic chuck device 1 of the present embodiment, when the fibrous filler is at least one selected from the group consisting of plant fibers, inorganic fibers and fibrous organic resins, the strength and toughness of the intermediate layer 50 are improved. , The adhesion with the ceramics base layer 61 is improved by arranging fibers on the surface of the intermediate layer 50, and the ceramics base layer 61 and the insulating organic film 40 interposed between the intermediate layer 50 It becomes possible to alleviate the deformation caused by the difference in the coefficient of thermal expansion of.

본 실시 형태의 정전 척 장치(1)에서, 절연성 유기 필름이, 폴리이미드 필름인 것에 의해, 내전압성이 향상된다. In the electrostatic chuck device 1 of the present embodiment, when the insulating organic film is a polyimide film, the withstand voltage is improved.

본 실시 형태의 정전 척 장치(1)에서, 구형 분체 및 부정형 분체로 이루어지는 무기 충전제가, 알루미나, 실리카 및 이트리아로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 것에 의해, 내플라즈마성 및 내전압성이 향상된다. In the electrostatic chuck device 1 of the present embodiment, when the inorganic filler made of spherical powder and irregular powder is at least one selected from the group consisting of alumina, silica, and yttria, plasma resistance and voltage resistance are improved. .

[정전 척의 제조 방법] [Method of manufacturing electrostatic chuck]

도 1을 참조하여, 본 실시 형태의 정전 척 장치(1)의 제조 방법을 설명한다. With reference to FIG. 1, the manufacturing method of the electrostatic chuck apparatus 1 of this embodiment is demonstrated.

제1 절연성 유기 필름(41)의 표면(제1 절연성 유기 필름(41)의 두께 방향의 상면)(41a)에, 구리 등의 금속을 증착하여, 금속의 박막을 형성한다. 그 후, 에칭을 행하여, 금속의 박막을 소정의 형상으로 패터닝하여, 제1 내부 전극(21)과 제2 내부 전극(22)을 형성한다. On the surface (the upper surface of the first insulating organic film 41 in the thickness direction) 41a of the first insulating organic film 41, a metal such as copper is deposited to form a thin metal film. Thereafter, etching is performed to pattern the metal thin film into a predetermined shape to form the first internal electrode 21 and the second internal electrode 22.

다음으로, 내부 전극(20)의 상면(20a)에, 제2 접착제층(32)을 사이에 두고, 제2 절연성 유기 필름(42)을 점착한다. Next, the second insulating organic film 42 is adhered to the upper surface 20a of the internal electrode 20 with the second adhesive layer 32 therebetween.

다음으로, 제1 절연성 유기 필름(41)의 하면(41b)이 기판(10)의 표면(10a)측이 되도록, 제1 절연성 유기 필름(41), 내부 전극(20), 제2 접착제층(32) 및 제2 절연성 유기 필름(42)으로 이루어지는 적층체를, 제1 접착제층(31)을 사이에 두고, 기판(10)의 표면(10a)에 접합한다. Next, so that the lower surface 41b of the first insulating organic film 41 is on the side of the surface 10a of the substrate 10, the first insulating organic film 41, the internal electrode 20, and the second adhesive layer ( 32) and the second insulating organic film 42 are bonded to the surface 10a of the substrate 10 with the first adhesive layer 31 therebetween.

다음으로, 내부 전극(20) 및 절연성 유기 필름(40)을 포함하는 적층체(2)의 외면 전면을 덮도록, 중간층(50)을 형성한다. Next, the intermediate layer 50 is formed so as to cover the entire outer surface of the laminate 2 including the internal electrode 20 and the insulating organic film 40.

중간층(50)을 형성하는 방법은, 적층체(2)의 외면 전면을 덮도록 중간층(50)을 형성할 수 있으면, 특별히 한정되지 않는다. 중간층(50)을 형성하는 방법으로서는, 예를 들면, 바 코트법(bar coat法), 스핀 코트법, 스프레이 코트법 등을 들 수 있다. The method of forming the intermediate layer 50 is not particularly limited as long as the intermediate layer 50 can be formed so as to cover the entire outer surface of the laminate 2. As a method of forming the intermediate layer 50, for example, a bar coating method, a spin coating method, a spray coating method, or the like can be mentioned.

다음으로, 중간층(50)의 외면 전면을 덮도록, 세라믹스 베이스층(61)을 형성한다. Next, a ceramics base layer 61 is formed to cover the entire outer surface of the intermediate layer 50.

세라믹스 베이스층(61)을 형성하는 방법은, 예를 들면, 세라믹스 베이스층(61)을 구성하는 재료를 포함하는 슬러리를 중간층(50)의 외면 전면에 도포하고, 소결하여 세라믹스 베이스층(61)을 형성하는 방법, 세라믹스 베이스층(61)을 구성하는 재료를 중간층(50)의 외면 전면에 용사하여 세라믹스 베이스층(61)을 형성하는 방법 등을 들 수 있다. A method of forming the ceramics base layer 61 is, for example, applying a slurry containing a material constituting the ceramics base layer 61 to the entire outer surface of the intermediate layer 50 and sintering the ceramics base layer 61 And a method of forming the ceramics base layer 61 by spraying the material constituting the ceramics base layer 61 on the entire outer surface of the intermediate layer 50.

여기서, 용사란, 피막(본 실시 형태에서는, 세라믹스 베이스층(61))이 되는 재료를 가열 용융 후, 압축 가스를 이용하여 피처리체로 사출하는 것에 의해 성막 하는 방법이다. Here, the thermal spraying is a method of forming a film by heating and melting a material to be a film (in this embodiment, the ceramics base layer 61), and then injecting it into a target object using compressed gas.

다음으로, 세라믹스 베이스층(61)의 상면(61a)에, 세라믹스 표층(62)을 형성한다. Next, a ceramic surface layer 62 is formed on the upper surface 61a of the ceramic base layer 61.

세라믹스 표층(62)을 형성하는 방법은, 예를 들면, 세라믹스 베이스층(61)의 상면(61a)에, 소정의 형상의 마스킹을 실시한 후, 세라믹스 표층(62)을 구성하는 재료를 세라믹스 베이스층(61)의 상면(61a)에 용사하여 세라믹스 표층(62)을 형성하는 방법, 세라믹스 표층(62)을 구성하는 재료를 세라믹스 베이스층(61)의 상면(61a) 전면에 용사하여 세라믹스 표층(62)을 형성한 후, 그 세라믹스 표층(62)을, 블라스트 처리에 의해 깎아, 세라믹스 표층(62)을 요철 형상으로 형성하는 방법 등을 들 수 있다. A method of forming the ceramics surface layer 62 is, for example, masking a predetermined shape on the upper surface 61a of the ceramics base layer 61, and then the material constituting the ceramics surface layer 62 is used as the ceramics base layer. A method of forming the ceramics surface layer 62 by spraying it on the upper surface 61a of (61), and the ceramics surface layer 62 by spraying the material constituting the ceramics surface layer 62 on the entire surface of the upper surface 61a of the ceramics base layer 61 After forming ), the ceramics surface layer 62 is sharpened by blasting, and the ceramics surface layer 62 is formed in an uneven shape.

이상의 공정에 의해, 본 실시 형태의 정전 척 장치(1)를 제작할 수 있다. By the above process, the electrostatic chuck apparatus 1 of this embodiment can be manufactured.

실시예 Example

이하, 실시예 및 비교예에 의해 본 발명을 더 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.

[실시예 1] [Example 1]

제1 절연성 유기 필름(41)으로서, 막 두께 12.5μm인 폴리이미드 필름(상품명：캡톤, 토오레·듀퐁사제)의 편면에 구리를 9μm의 두께로 도금했다. 그 동박(銅箔) 표면에 포토레지스트를 도포한 후, 패턴 노광 후에 현상 처리를 행하고, 에칭에 의해 불필요한 동박을 제거했다. 그 후, 폴리이미드 필름 상의 동박을 세정하는 것에 의해, 포토레지스트를 제거하고, 제1 내부 전극(21), 제2 내부 전극(22)을 형성했다. 이 제1 내부 전극(21) 및 제2 내부 전극(22) 상에, 제2 접착제층(32)으로서 건조 및 가열에 의해 반경화시킨 절연성 접착제 시트를 적층했다. 절연성 접착제 시트로서는, 비스말레이미드 수지 27질량부, 디아미노 실록산 3질량부, 레졸 페놀 수지 20질량부, 비페닐 에폭시 수지 10질량부, 및 에틸 아크릴레이트-부틸 아크릴레이트-아크릴로니트릴 공중합체 240질량부를, 적당량의 테트라히드로푸란에 혼합 용해한 것을 시트 모양으로 성형한 것을 이용했다. 그 후, 제2 절연성 유기 필름(42)으로서, 막 두께 12.5μm인 폴리이미드 필름(상품명：캡톤, 토오레·듀퐁사제)을 접착하고, 열처리에 의해서 접착시킨 적층체를 얻었다. 또, 건조 후의 제2 접착제층(32)의 두께는 20μm이었다. As the first insulating organic film 41, copper was plated to a thickness of 9 μm on one side of a polyimide film (trade name: Kapton, manufactured by Toray DuPont) having a film thickness of 12.5 μm. After applying a photoresist to the surface of the copper foil, development treatment was performed after pattern exposure, and unnecessary copper foil was removed by etching. Thereafter, the photoresist was removed by washing the copper foil on the polyimide film, and the first internal electrode 21 and the second internal electrode 22 were formed. On the first internal electrode 21 and the second internal electrode 22, as the second adhesive layer 32, an insulating adhesive sheet semi-cured by drying and heating was laminated. As the insulating adhesive sheet, 27 parts by mass of bismaleimide resin, 3 parts by mass of diaminosiloxane, 20 parts by mass of resol phenol resin, 10 parts by mass of biphenyl epoxy resin, and ethyl acrylate-butyl acrylate-acrylonitrile copolymer 240 The mass part was mixed and dissolved in an appropriate amount of tetrahydrofuran and molded into a sheet shape. Thereafter, as the second insulating organic film 42, a polyimide film (trade name: Kapton, manufactured by Toray DuPont) having a film thickness of 12.5 μm was adhered, and a laminate bonded by heat treatment was obtained. Moreover, the thickness of the 2nd adhesive layer 32 after drying was 20 micrometers.

게다가, 상기 적층체에서의 제1 절연성 유기 필름(41)의 제1 내부 전극(21) 및 제2 내부 전극(22)이 형성된 면과는 반대측의 면에, 제1 접착제층(31)으로서 상기 반경화시킨 절연성 접착제 시트와 동일한 조성의 절연성 접착제로 이루어지는 시트를 적층했다. 그 후, 적층체를 알루미늄제의 기판(10)에 접착하고, 열처리에 의해 접착시켰다. 또, 건조 후의 제1 접착제층(31)의 두께는 10μm이었다. In addition, on the side opposite to the surface on which the first internal electrode 21 and the second internal electrode 22 are formed of the first insulating organic film 41 in the laminate, the first adhesive layer 31 A sheet made of an insulating adhesive having the same composition as that of the semi-cured insulating adhesive sheet was laminated. Thereafter, the laminate was bonded to the aluminum substrate 10 and bonded by heat treatment. Moreover, the thickness of the 1st adhesive layer 31 after drying was 10 micrometers.

다음으로, 폴리실라잔 100질량부와 알루미나로 이루어지는 무기 충전제(평균 입자 지름：3μm) 200질량부를, 희석 매체로서의 아세트산 부틸에 혼합하고, 게다가 초음 분산기에 의해 무기 충전제를 균일하게 분산시켜 도료를 제작했다. Next, 100 parts by mass of polysilazane and 200 parts by mass of an inorganic filler (average particle diameter: 3 μm) composed of alumina are mixed with butyl acetate as a dilution medium, and the inorganic filler is uniformly dispersed by an ultrasonic disperser to prepare a paint. did.

다음으로, 상기 기판(10)에 접착시킨 적층체의 제2 절연성 유기 필름(42)의 표면과 상기 적층체(2) 측면에, 상기 도료를 스프레이한 후, 가열 건조시켜, 중간층(50)을 형성했다. 또, 제2 절연성 유기 필름(42)의 표면 상의 건조 후에서의 중간층(50)의 두께는 10μm이었다. Next, the paint is sprayed on the surface of the second insulating organic film 42 of the laminate adhered to the substrate 10 and the side surface of the laminate 2, followed by heating and drying, thereby forming the intermediate layer 50. Formed. Moreover, the thickness of the intermediate layer 50 after drying on the surface of the 2nd insulating organic film 42 was 10 micrometers.

다음으로, 플라즈마 용사법에 의해 알루미나(Al2O3)의 분말(평균 입자 지름：8μm)을 상기 중간층(50)의 전(全)표면에 용사하여, 두께 50μm인 세라믹스 베이스층(61)을 형성했다. Next, alumina (Al 2 O 3 ) powder (average particle diameter: 8 μm) is sprayed onto the entire surface of the intermediate layer 50 by plasma spraying to form a ceramics base layer 61 having a thickness of 50 μm. did.

다음으로, 세라믹스 베이스층(61)의 표면에, 소정의 형상의 마스킹을 실시한 후, 상기의 알루미나(Al2O3)의 분말(평균 입자 지름：8μm)을 세라믹스 베이스층(61)의 표면에 용사하여, 두께 15μm인 세라믹스 표층(62)을 형성했다. Next, after performing masking of a predetermined shape on the surface of the ceramics base layer 61, the alumina (Al 2 O 3 ) powder (average particle diameter: 8 μm) is applied to the surface of the ceramics base layer 61. By thermal spraying, a ceramic surface layer 62 having a thickness of 15 μm was formed.

다음으로, 피흡착물을 흡착하는 세라믹스 표층(62)의 흡착면을 다이아몬드 숫돌로 평면 연삭하여, 실시예 1의 정전 척 장치를 얻었다. Next, the adsorption surface of the ceramic surface layer 62 for adsorbing the adsorbed object was ground to a flat surface with a diamond grindstone to obtain an electrostatic chuck device of Example 1.

얻어진 정전 척 장치의 표면을 JIS　B0601－1994에 의해 측정한 결과, 표면 거칠기 Ra는 0.3μm이었다. As a result of measuring the surface of the obtained electrostatic chuck device according to JIS 　B0601-1994, the surface roughness Ra was 0.3 µm.

[실시예 2] [Example 2]

상기 실시예 1에서, 제1 절연성 유기 필름(41)의 두께와 제2 절연성 유기 필름(42)의 두께를 25μm로 변경한 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 2의 정전 척 장치를 얻었다. In Example 1, the electrostatic chuck device of Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the thickness of the first insulating organic film 41 and the thickness of the second insulating organic film 42 were changed to 25 μm. .

[실시예 3] [Example 3]

상기 실시예 1에서, 제1 절연성 유기 필름(41)의 두께와 제2 절연성 유기 필름(42)의 두께를 38μm, 제2 접착제층(32)의 두께를 10μm, 제1 내부 전극(21)의 두께와 제2 내부 전극(22)의 두께를 5μm로 변경한 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 3의 정전 척 장치를 얻었다. In Example 1, the thickness of the first insulating organic film 41 and the thickness of the second insulating organic film 42 were 38 μm, the thickness of the second adhesive layer 32 was 10 μm, and the first internal electrode 21 was The electrostatic chuck device of Example 3 was obtained in the same manner as in Example 1, except that the thickness and the thickness of the second internal electrode 22 were changed to 5 μm.

[비교예 1] [Comparative Example 1]

상기 실시예 1에서, 제1 절연성 유기 필름(41)의 두께와 제2 절연성 유기 필름(42)의 두께를 50μm, 세라믹스 베이스층(61)의 두께를 30μm, 중간층(50)의 두께를 15μm, 제1 내부 전극(21)의 두께와 제2 내부 전극(22)의 두께를 5μm, 제1 접착제층(31)의 두께를 20μm로 변경한 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 비교예 1의 정전 척 장치를 얻었다. In Example 1, the thickness of the first insulating organic film 41 and the thickness of the second insulating organic film 42 were 50 μm, the thickness of the ceramics base layer 61 was 30 μm, the thickness of the intermediate layer 50 was 15 μm, In the same manner as in Example 1, except that the thickness of the first internal electrode 21 and the thickness of the second internal electrode 22 were changed to 5 μm and the thickness of the first adhesive layer 31 was changed to 20 μm, the electrostatic discharge of Comparative Example 1 The chuck device was obtained.

[비교예 2] [Comparative Example 2]

상기 비교예 1에서, 세라믹스 베이스층(61)의 두께를 50μm로 변경한 이외에는 비교예 1과 동일하게 하여, 비교예 2의 정전 척 장치를 얻었다. In Comparative Example 1, the electrostatic chuck device of Comparative Example 2 was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that the thickness of the ceramics base layer 61 was changed to 50 μm.

[비교예 3] [Comparative Example 3]

상기 비교예 2에서, 세라믹스 표층(62)의 두께를 20μm, 세라믹스 베이스층(61)의 두께를 80μm, 중간층(50)의 두께를 30μm로 변경한 이외에는 비교예 2와 동일하게 하여 비교예 3의 정전 척 장치를 얻었다. In Comparative Example 2, the thickness of the ceramic surface layer 62 was changed to 20 μm, the thickness of the ceramic base layer 61 was changed to 80 μm, and the thickness of the intermediate layer 50 was changed to 30 μm. An electrostatic chuck device was obtained.

[비교예 4] [Comparative Example 4]

상기 비교예 3에서, 중간층(50)을 마련하지 않고, 제2 절연성 유기 필름(42)의 표면에 직접 플라즈마 용사법에 의해 알루미나(Al2O3)의 분말(평균 입자 지름：8μm)을 용사한 이외에는 비교예 3과 동일하게 하여, 비교예 4의 정전 척 장치를 얻었다. In Comparative Example 3, a powder of alumina (Al 2 O 3 ) (average particle diameter: 8 μm) was sprayed on the surface of the second insulating organic film 42 directly on the surface of the second insulating organic film 42 without providing the intermediate layer 50. Except for this, it carried out similarly to Comparative Example 3, and obtained the electrostatic chuck apparatus of Comparative Example 4.

상기 실시예 1~실시예 3 및 비교예 1~비교예 4에서 얻어진 정전 척 장치에서의 각 층의 두께와, 그 합계값을 표 1에 나타낸다. Table 1 shows the thickness of each layer in the electrostatic chuck device obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4, and the total value thereof.

[표 1] [Table 1]

Figure pct00001
Figure pct00001

다음으로, 상기 실시예 1~실시예 3 및 비교예 1~비교예 4에서 얻어진 정전 척 장치를 이용하여, 내전압 특성, 흡착력 및 내플라즈마성을 평가했다. 그 결과를 표 2에 나타낸다. Next, using the electrostatic chuck device obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4, withstand voltage characteristics, adsorption power, and plasma resistance were evaluated. The results are shown in Table 2.

[평가 항목] [Evaluation items]

<내전압 특성><Withstand voltage characteristics>

내전압 특성은, 진공하(10Pa)에서 정전 척 장치에 고압 전원 장치로부터, 제1 내부 전극(21)과 제2 내부 전극(22)에 ±2.5kV의 전압을 인가하고, 2분간 유지하는 것에 의해 평가했다. 2분간의 동안, 육안으로 관찰을 하여, 변화가 없었던 것을 「합격」, 전극끼리 또는 절연성 유기 필름 및 세라믹스층에 절연 파괴가 생긴 것을 「불합격」이라고 했다. The withstand voltage characteristic is obtained by applying a voltage of ±2.5 kV to the first internal electrode 21 and the second internal electrode 22 from a high-voltage power supply device to the electrostatic chuck device under vacuum (10 Pa) and holding it for 2 minutes. Evaluated. During 2 minutes, the observation was made with the naked eye, and when there was no change, it was referred to as "pass", and the occurrence of dielectric breakdown in the electrodes or the insulating organic film and ceramic layer was referred to as "fail".

<흡착력><Adhesion power>

흡착력은, 피흡착체로서 실리콘제 더미 웨이퍼를 이용하고, 진공하(10Pa 이하)에서 정전 척 장치 표면에 흡착시키고, 제1 내부 전극(21)과 제2 내부 전극(22)에 ±2.5kV의 전압을 인가한 후, 30초간 유지했다. 전압을 인가한 상태인 채로 기판(10)에 마련된 관통 구멍으로부터 헬륨 가스를 흘리고, 가스 압력을 올리면서 헬륨 가스의 리크량을 측정했다. 가스 압력 100Torr시에 더미 웨이퍼가 안정 흡착할 수 있는 것을 「합격」, 안정 흡착할 수 없는 것을 「불합격」이라고 했다. 안정 흡착이란 헬륨 가스 압력을 높이는 것에 의해 웨이퍼가 떠 버려, 헬륨 리크량이 급격하게 증가하는 현상이 발생하지 않는 상태를 말한다. The adsorption force is obtained by using a silicon dummy wafer as an adsorbed body, adsorbing it to the surface of the electrostatic chucking device under vacuum (10 Pa or less), and applying a voltage of ±2.5 kV to the first internal electrode 21 and the second internal electrode 22. After applying, it was held for 30 seconds. While applying a voltage, helium gas was flowed from the through hole provided in the substrate 10, and the amount of leakage of the helium gas was measured while raising the gas pressure. When a gas pressure of 100 Torr, the dummy wafer was stably adsorbed as "pass", and stably adsorbed was referred to as "fail". Stable adsorption refers to a state in which a phenomenon in which the wafer is floated by increasing the helium gas pressure and the amount of helium leak does not rapidly increase occurs.

<내플라즈마성><Plasma resistance>

내플라즈마성은, 평행 평판형 RIE 장치에 정전 척 장치를 설치한 후, 진공하(20Pa 이하), 고주파 전원(출력 250W)으로, 산소 가스(10sccm) 및 4플루오르화 탄소 가스(40sccm)를 도입하고, 24시간 폭로 후의 정전 척 장치 표면 상태의 변화를 육안으로 관찰했다. 표면 전체에 세라믹스층이 잔존하고 있던 것을 「합격」, 일부 세라믹스층이 소실되어, 절연성 유기 필름이 노출되어 있던 것을 「불합격」이라고 했다. Plasma resistance is, after installing an electrostatic chuck device in a parallel plate type RIE device, oxygen gas (10 sccm) and carbon tetrafluoride gas (40 sccm) are introduced under vacuum (20 Pa or less) and high-frequency power (output 250 W). Then, the change in the surface state of the electrostatic chuck device after exposure for 24 hours was visually observed. The fact that the ceramic layer remained on the entire surface was referred to as "pass", and that the insulating organic film was exposed due to the loss of some ceramic layers was referred to as "fail".

[표 2] [Table 2]

Figure pct00002
Figure pct00002

표 2로부터 분명한 바와 같이, 실시예 1~실시예 3에서 얻어진 정전 척 장치는, 기판(10)의 표면(10a)으로부터 세라믹스 표층(62)의 표면까지의 거리가 200μm 이하라고 하는 박막임에도 불구하고, 내전압 특성, 내플라즈마성이 뛰어나고, 결과로서 흡착력이 뛰어난 것이 확인되었다. As is clear from Table 2, the electrostatic chuck devices obtained in Examples 1 to 3 are thin films in which the distance from the surface 10a of the substrate 10 to the surface of the ceramics surface layer 62 is 200 μm or less. , It was confirmed that the withstand voltage characteristics and plasma resistance were excellent, and as a result, the adsorption power was excellent.

한편, 비교예 1에서 얻어진 정전 척 장치는, 세라믹스 베이스층(61)이 얇기 때문에, 충분한 내플라즈마성이 얻어지지 않았다. 비교예 2 및 비교예 3에서 얻어진 정전 척 장치는, 기판(10)의 표면(10a)으로부터 세라믹스 표층(62)의 표면까지의 거리가 200μm를 초과하기 때문에, 흡착력에 뒤떨어지는 것이 확인되었다. On the other hand, in the electrostatic chuck device obtained in Comparative Example 1, since the ceramics base layer 61 was thin, sufficient plasma resistance was not obtained. In the electrostatic chuck devices obtained in Comparative Example 2 and Comparative Example 3, it was confirmed that the distance from the surface 10a of the substrate 10 to the surface of the ceramic surface layer 62 exceeded 200 μm, and thus was inferior to the adsorption force.

또, 비교예 4에서 얻어진 정전 척 장치는, 중간층(50)을 가지고 있지 않기 때문에, 제2 절연성 유기 필름(42)의 표면에 세라믹스 용사재가 충분히 부착되어 있지 않고, 내플라즈마성에 뒤떨어지는 것이 확인되었다. In addition, since the electrostatic chuck device obtained in Comparative Example 4 did not have the intermediate layer 50, it was confirmed that the ceramics sprayed material was not sufficiently adhered to the surface of the second insulating organic film 42 and was inferior to plasma resistance. .

<산업상의 이용 가능성><Industrial availability>

본 발명의 정전 척 장치에 의하면, 내부 전극 및 그 두께 방향의 양면측에 마련된 절연성 유기 필름을 포함하는 적층체의 두께 방향의 상면에 중간층을 사이에 두고 세라믹스층을 적층하는 것에 의해, 뛰어난 내플라즈마성과 내전압 특성을 가지면서, 높은 흡착력을 얻을 수 있다. 따라서, 본 발명의 정전 척 장치에 의하면, 반도체 제조 프로세스에서의 드라이 에칭 장치용 웨이퍼 등의 도전체 또는 반도체를 안정적으로 정전 흡착 유지할 수 있다. According to the electrostatic chuck device of the present invention, excellent plasma resistance is achieved by laminating a ceramic layer on an upper surface in the thickness direction of a laminate including internal electrodes and insulating organic films provided on both sides in the thickness direction thereof, with an intermediate layer therebetween. High adsorption power can be obtained while having performance and withstand voltage characteristics. Therefore, according to the electrostatic chuck device of the present invention, it is possible to stably hold electrostatically adsorbed conductors or semiconductors such as wafers for dry etching devices in a semiconductor manufacturing process.

1 : 정전 척 장치 2 : 적층체
10 : 기판 20 : 내부 전극
21 : 제1 내부 전극 22 : 제2 내부 전극
30 : 접착제층 31 : 제1 접착제층
32 : 제2 접착제층 40 : 절연성 유기 필름
41 : 제1 절연성 유기 필름 42 : 제2 절연성 유기 필름
50 : 중간층 60 : 세라믹스층
61 : 세라믹스 베이스층 62 : 세라믹스 표층 1: electrostatic chuck device 2: laminate
10: substrate 20: internal electrode
21: first internal electrode 22: second internal electrode
30: adhesive layer 31: first adhesive layer
32: second adhesive layer 40: insulating organic film
41: first insulating organic film 42: second insulating organic film
50: intermediate layer 60: ceramics layer
61: ceramics base layer 62: ceramics surface layer

Claims (9)

복수의 내부 전극과, 상기 내부 전극의 두께 방향의 양면측에 마련된 절연성 유기 필름과, 적어도 상기 내부 전극 및 상기 절연성 유기 필름을 포함하는 적층체의 두께 방향의 상면에 중간층을 사이에 두고 적층된 세라믹스층을 구비한 것을 특징으로 하는 정전 척 장치. Ceramics laminated with an intermediate layer interposed between a plurality of internal electrodes, an insulating organic film provided on both sides of the internal electrode in the thickness direction, and at least on the upper surface of the laminate including the internal electrode and the insulating organic film in the thickness direction An electrostatic chuck device comprising a layer. 청구항 1에 있어서,
상기 세라믹스층은, 상기 중간층을 사이에 두고 상기 적층체의 외면 전면(全面)을 덮는 것을 특징으로 하는 정전 척 장치. The method according to claim 1,
Wherein the ceramic layer covers the entire outer surface of the multilayer body with the intermediate layer therebetween. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 세라믹스층은, 베이스층과, 상기 베이스층의 상면에 형성되고, 요철을 가지는 표층을 가지는 것을 특징으로 하는 정전 척 장치. The method according to claim 1 or 2,
The ceramics layer has a base layer, and a surface layer formed on an upper surface of the base layer and having irregularities. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 중간층은, 유기 절연성 수지 및 무기 절연성 수지 중 적어도 일방과, 무기 충전제 및 섬유 모양 충전제 중 적어도 일방을 포함하는 것을 특징으로 하는 정전 척 장치. The method according to any one of claims 1 to 3,
The intermediate layer comprises at least one of an organic insulating resin and an inorganic insulating resin, and at least one of an inorganic filler and a fibrous filler. 청구항 4에 있어서,
상기 무기 충전제는, 구형(球形) 분체(粉體) 및 부정형(不定形) 분체 중 적어도 일방인 것을 특징으로 하는 정전 척 장치. The method of claim 4,
The electrostatic chucking device, wherein the inorganic filler is at least one of a spherical powder and an irregular powder. 청구항 5에 있어서,
상기 구형 분체 및 상기 부정형 분체는, 알루미나, 실리카 및 이트리아(Yttria)로 이루어지는 군(群)으로부터 선택되는 적어도 1종인 것을 특징으로 하는 정전 척 장치. The method of claim 5,
The electrostatic chuck device, wherein the spherical powder and the amorphous powder are at least one selected from a group consisting of alumina, silica, and Yttria. 청구항 4 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 섬유 모양 충전제는, 식물 섬유, 무기 섬유 및 섬유화된 유기 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 것을 특징으로 하는 정전 척 장치. The method according to any one of claims 4 to 6,
The fibrous filler is at least one selected from the group consisting of plant fibers, inorganic fibers, and fibrous organic resins. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 절연성 유기 필름은, 폴리이미드 필름인 것을 특징으로 하는 정전 척 장치. The method according to any one of claims 1 to 7,
The electrostatic chuck device, wherein the insulating organic film is a polyimide film. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
상기 절연성 유기 필름은, 상기 내부 전극의 두께 방향의 하면측에 마련된 제1 절연성 유기 필름과 상기 내부 전극의 두께 방향의 상면측에 마련된 제2 절연성 유기 필름으로 이루어지며,
상기 제1 절연성 유기 필름의 상기 내부 전극과는 반대측의 면에 제1 접착제층이 마련되고,
상기 제1 절연성 유기 필름 및 상기 제1 절연성 유기 필름의 두께 방향의 상면측에 마련된 상기 내부 전극과 상기 제2 절연성 유기 필름의 사이에 제2 접착제층이 마련되고,
상기 제1 접착제층의 두께, 상기 제1 절연성 유기 필름의 두께, 상기 내부 전극의 두께, 상기 제2 접착제층의 두께, 상기 제2 절연성 유기 필름의 두께, 상기 중간층의 두께, 및 상기 세라믹스층의 두께의 합계가 200μm 이하인 것을 특징으로 하는 정전 척 장치. The method according to any one of claims 1 to 8,
The insulating organic film includes a first insulating organic film provided on a lower surface side of the internal electrode in a thickness direction and a second insulating organic film provided on an upper surface side of the internal electrode in a thickness direction,
A first adhesive layer is provided on a surface of the first insulating organic film opposite to the internal electrode,
A second adhesive layer is provided between the first insulating organic film and the second insulating organic film and the internal electrode provided on an upper surface side of the first insulating organic film in the thickness direction,
The thickness of the first adhesive layer, the thickness of the first insulating organic film, the thickness of the internal electrode, the thickness of the second adhesive layer, the thickness of the second insulating organic film, the thickness of the intermediate layer, and the ceramics layer An electrostatic chuck device, wherein the total thickness is 200 μm or less.
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