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公開番号2025000176
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-07
出願番号2023099882
出願日2023-06-19
発明の名称窒化アルミニウム焼結体及び静電チャック
出願人日本特殊陶業株式会社
代理人弁理士法人暁合同特許事務所
主分類C04B 35/582 20060101AFI20241224BHJP(セメント;コンクリート;人造石;セラミックス;耐火物)
要約【課題】広い温度範囲において、J-R力型の静電吸着に適した体積抵抗率が維持される窒化アルミニウム焼結体等の提供。
【解決手段】本発明の窒化アルミニウム焼結体100は、主成分である窒化アルミニウムと、希土類元素及びアルミニウムを含有する複合酸化物と、酸化マグネシウムと、を含有する窒化アルミ焼結体100であって、窒化アルミニウムの粒子2内に酸化マグネシウムが存在し、窒化アルミニウムの粒子2間の一部3に、前記複合酸化物及び酸化マグネシウムが存在し、窒化アルミニウムの粒子界面4全体に、アルミニウム、窒素元素、希土類元素、マグネシウム及び酸素元素を含む窒化アルミニウム粒子界面相が存在し、-50℃から600℃の範囲における体積抵抗率の最大値Rmaxと最小値Rminとの比(Rmax/Rmin)が100以下である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
主成分である窒化アルミニウムと、
希土類元素及びアルミニウムを含有する複合酸化物と、
酸化マグネシウムと、を含有する窒化アルミ焼結体であって、
前記窒化アルミニウムの粒子内に前記酸化マグネシウムが存在し、
前記窒化アルミニウムの粒子間の一部に、前記複合酸化物及び前記酸化マグネシウムが存在し、
前記窒化アルミニウムの粒子界面全体に、アルミニウム、窒素元素、希土類元素、マグネシウム及び酸素元素を含む窒化アルミニウム粒子界面相が存在し、
－５０℃から６００℃の範囲における体積抵抗率の最大値Ｒｍａｘと最小値Ｒｍｉｎとの比（Ｒｍａｘ／Ｒｍｉｎ）が１００以下である窒化アルミニウム焼結体。
続きを表示（約 370 文字）【請求項２】
前記窒化アルミニウムの質量を１００としたとき、前記複合酸化物の質量ａと、前記酸化マグネシウムの質量ｂとが、下記式（１）及び（２）を満たす請求項１に記載の窒化アルミニウム焼結体。
３≦ａ≦１０・・・（１）
３≦ｂ≦１０・・・（２）
【請求項３】
前記質量ａと、前記質量ｂとが、下記式（３）を満たす請求項２に記載の窒化アルミニウム焼結体。
０＜ｂ／ａ≦３・・・（３）
【請求項４】
前記窒化アルミニウムの平均粒径が、１．０μｍ以上３．０μｍ以下である請求項１から請求項３の何れか一項に記載の窒化アルミニウム焼結体。
【請求項５】
請求項１から請求項４の何れか一項に記載の窒化アルミニウム焼結体を含む静電チャック。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化アルミニウム焼結体及び静電チャックに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置として、ウェハを保持する機能を備えたヒータ付の静電チャックが知られている。この種の静電チャックとしては、ウェハと静電チャック界面とで生じるジョンソン－ラーベック力（以下、Ｊ－Ｒ力）を利用してウェハを吸着するＪ－Ｒ力型のものが知られている。
【０００３】
Ｊ－Ｒ力型の静電チャックには、Ｊ－Ｒ力の発生原理上、所定の体積抵抗率（１０
９
～１０
１２
Ω・ｃｍ程度）を備えたセラミック材料を使用することが望まれている。そのため、このような体積抵抗率を備えるセラミック材料として、従来、窒化アルミニウムを主成分とする窒化アルミニウム焼結体が使用されていた（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２２－５２０９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
窒化アルミニウム焼結体の体積抵抗率は温度依存性が大きい。そのため、従来の窒化アルミニウム焼結体は、Ｊ－Ｒ力型の静電吸着を動作可能な温度範囲が限られていた。
【０００６】
本発明の目的は、広い温度範囲において、Ｊ－Ｒ力型の静電吸着に適した体積抵抗率が維持される窒化アルミニウム焼結体、及び前記窒化アルミニウム焼結体を使用した静電チャックを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、前記目的を達成すべく鋭意検討を行った結果、原料粉末の混合時に、窒化アルミニウム粉末の表面に、希土類酸化物粉末及び酸化マグネシウム粉末がコーティングされるように、それらを混合すると共に、得られた混合物を使用して窒化アルミニウム焼結体を製造すると、窒化アルミニウム焼結体に含まれる窒化アルミニウムの各粒子界面全体に、アルミニウム、窒素元素、希土類元素、マグネシウム及び酸素元素を含む窒化アルミニウム粒子界面相が形成されること、及びその窒化アルミニウム粒子界面相が、希土類元素及びアルミニウムを含有する複合酸化物や、酸化マグネシウムと比べて、体積抵抗率が低く、かつ体積抵抗率の温度依存性も小さいため、窒化アルミニウム焼結体における導電経路となることを見出し、本願発明の完成に至った。
【０００８】
前記課題を解決するための手段は、以下の通りである。即ち、
＜１＞主成分である窒化アルミニウムと、希土類元素及びアルミニウムを含有する複合酸化物と、酸化マグネシウムと、を含有する窒化アルミ焼結体であって、前記窒化アルミニウムの粒子内に前記酸化マグネシウムが存在し、前記窒化アルミニウムの粒子間の一部に、前記複合酸化物及び前記酸化マグネシウムが存在し、前記窒化アルミニウムの粒子界面全体に、アルミニウム、窒素元素、希土類元素、マグネシウム及び酸素元素を含む窒化アルミニウム粒子界面相が存在し、－５０℃から６００℃の範囲における体積抵抗率の最大値Ｒｍａｘと最小値Ｒｍｉｎとの比（Ｒｍａｘ／Ｒｍｉｎ）が１００以下である窒化アルミニウム焼結体。
【０００９】
＜２＞前記窒化アルミニウムの質量を１００としたとき、前記複合酸化物の質量ａと、前記酸化マグネシウムの質量ｂが、下記式（１）及び（２）を満たす前記＜１＞に記載の窒化アルミニウム焼結体。
３≦ａ≦１０・・・（１）
３≦ｂ≦１０・・・（２）
【００１０】
＜３＞前記質量ａと、前記質量ｂとが、下記式（３）を満たす前記＜２＞に記載の窒化アルミニウム焼結体。
０＜ｂ／ａ≦３・・・（３）
（【００１１】以降は省略されています）

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