JP2016143743A - 静電チャックおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1には、本発明の第1実施形態としての静電チャックのうち、当該静電チャックが有する複数の通気経路のうち一の通気経路の周辺部分のみが示されている。静電チャックは、全体的には略円板形状に形成され、複数の通気経路は当該円板と中心を同じくする同心円に沿って断続的に配置されている。静電チャックは、半導体製造装置またはフラットパネルディスプレイ製造装置などにおいて、シリコンウエハ等の基板を固定するために用いられる。静電チャックは、基体1、成形体2および保護層4を備えている。
図2には、本発明の第2実施形態としての静電チャックのうち、当該静電チャックが有する複数の通気経路のうち一の通気経路の周辺部分のみが示されている。本発明の第1実施形態としての静電チャック(図1参照)と共通の構成については同一符号を用いるとともに説明を省略する。第2実施形態の静電チャックは、成形体2の内側面200と下端面202との間の環状の境界部分が面取り加工(C面加工またはR面加工)されることで第1勾配部21が形成され、かつ、成形体2の内側段差212も面取り加工されることで第2勾配部22が形成されている点で第1実施形態の静電チャックと異なっている。なお、第1勾配部21および第2勾配部22のうち一方が省略されてもよい。
マシナブルセラミックスからなる外側段差211および内側段差212を有する略二段円筒状の成形体2が形成される。略円柱状のマシナブルセラミックスの上端面201の中心から軸線方向に延在する細穴と、下端面202の中心から同じく軸線方向に延在する、当該細穴より大径の太穴とが形成されることにより中空部20が形成される。成形体2の内側面200(中空部20の側面)および下端面202が、その表面粗さRaが0.1〜1.0[μm]の範囲に含まれるように電着ドリルにしたがって加工される。成形体2の上端面201の表面粗さRaが3〜6[μm]の範囲に含まれるようにブラスト加工によって仕上げられる。
(実施例1)
本発明の第1実施形態にしたがって、実施例1の静電チャックが作製された。成形体2の材料として、マシナブルセラミックスの1つであるマコール(マトリックス:硼珪酸ガラス(SiO2:50%、Al2O3:20%、B2O3:13%、MgO:8%、R2O:9%) フィラー:ZrO2、KMg3AlSi3O10F2(フッ素金雲母))、熱膨張率:9.3ppmが採用された。成形体2は、上段外径が2.5[mm]、下段外径が2.0[mm]、上段内径が0.2[mm]、下段内径が1.0[mm]である略二段円筒状に形成された。成形体2の内側面200および下端面202のそれぞれの表面粗さRaが0.6[μm]になるように仕上げ加工された。成形体2の保護層4は、Al2O3溶射膜により作製され、その厚さが250[μm]になるように形成された。
成形体2の内側面200および下端面202のそれぞれの表面粗さRaが0.2[μm]になるように仕上げ加工されたほかは、実施例1と同様の条件にしたがって実施例2の静電チャックが作製された。
成形体2の内側面200および下端面202のそれぞれの表面粗さRaが0.3[μm]になるように仕上げ加工されたほかは、実施例1と同様の条件にしたがって実施例3の静電チャックが作製された。
成形体2の内側面200および下端面202のそれぞれの表面粗さRaが0.8[μm]になるように仕上げ加工されたほかは、実施例1と同様の条件にしたがって実施例4の静電チャックが作製された。
成形体2の内側面200および下端面202のそれぞれの表面粗さRaが0.9[μm]になるように仕上げ加工されたほかは、実施例1と同様の条件にしたがって実施例5の静電チャックが作製された。
成形体2の下端面202の表面粗さRaが1.6[μm]になるように穴あけ加工されたほかは、実施例3と同様の条件にしたがって実施例6の静電チャックが作製された。
成形体2の内側面200の表面粗さRaが1.6[μm]になるように穴あけ加工されたほかは、実施例3と同様の条件にしたがって実施例6の静電チャックが作製された。
本発明の第2実施形態にしたがって、成形体2の内側面200および下端面202の境界部分が全周にわたって面取り加工されることで第1勾配部21が形成され、かつ、内側段差212が全周にわたって面取り加工されることで第2勾配部22が形成されたほかは、実施例3と同様の条件にしたがって実施例8の静電チャックが作製された。
第2勾配部22が省略されたほかは、実施例8と同様の条件にしたがって実施例9の静電チャックが作製された。
第1勾配部21が省略されたほかは、実施例8と同様の条件にしたがって実施例10の静電チャックが作製された。
成形体2の下端面202の面積が広くなって上端面201の面積と同一になるように、成形体2の外側段差211が省略されて略円柱状に形成され、これに応じて、基体1の連通孔10における段差も省略された(細穴および太穴の別がない)ほかは、実施例1と同様の条件にしたがって実施例11の静電チャックが作製された。
成形体2の材料として、マシナブルセラミックスの1つであるホトベール(マトリックス:硼珪酸ガラス、フィラー:ZrO2、KMg3AlSi3O10F2(フッ素金雲母))熱膨張率8.5ppmを使用したほかは、実施例1と同様の条件にしたがって実施例12の静電チャックが作製された。
成形体2の材料として、ホトベールを使用したほかは、実施例3と同様の条件にしたがって実施例13の静電チャックが作製された。
成形体2の材料として、ホトベールを使用したほかは、実施例5と同様の条件にしたがって実施例14の静電チャックが作製された。
(比較例1)
成形体2の内側面200および下端面202のそれぞれの表面粗さRaが1.6[μm]になるように穴あけ加工されたほかは、実施例1と同様の条件にしたがって比較例1の静電チャックが作製された。
第1勾配部21および第2勾配部22が形成されたほかは、比較例1と同様の条件にしたがって比較例2の静電チャックが作製された。
成形体2の上端面201の表面粗さRaが1.6[μm]に仕上げられたほかは、実施例1と同様の条件にしたがって参考例1の静電チャックが作製された。
成形体2の材料として、マシナブルセラミックスの1つであるホトベールII(マトリックス:窒化アルミニウムAlN、フィラー:窒化ホウ素BN、熱膨張率1.4ppmを使用したほかは、実施例1と同様の条件にしたがって参考例2の静電チャックが作製された。
Claims (6)
- 上端面から下方に延在する部分を有する連通孔が形成されている導電性の基体と、
前記連通孔のうち前記基体の上端面から下方に延在する部分の側面に対して側面が全周にわたって密着している筒状の絶縁性のマシナブルセラミックスからなる成形体と、
前記基体のおよび前記成形体のそれぞれの上端面を被覆し、前記成形体の中空部に連通する貫通孔を有するセラミックスコーティング膜からなる保護層と、を備え、
前記成形体の中空部および前記保護層の貫通孔を含むように通気経路が構成されている静電チャックであって、
前記成形体のうち、前記通気経路に面している部分の少なくとも一部の表面粗さRaが0.1〜1.0[μm]の範囲に含まれていることを特徴とする静電チャック。 - 請求項1記載の静電チャックにおいて、
前記成形体の内側面および下端面の環状の境界部分が面取り加工されていることを特徴とする静電チャック。 - 請求項1または2記載の静電チャックにおいて、
前記成形体の内側面が段差部分を有し、当該段差部分が面取り加工されていることを特徴とする静電チャック。 - 請求項1〜3のうちいずれか1つに記載の静電チャックにおいて、
前記成形体が、その上端面の面積が下端面の面積よりも大きくなるように形成されていることを特徴とする静電チャック。 - 請求項1〜4のうちいずれか1つに記載の静電チャックにおいて、
前記成形体が、前記保護層との熱膨張係数の偏差が−3[ppm]〜+3[ppm]の範囲内であるマシナブルセラミックスからなることを特徴とする静電チャック。 - 絶縁性のマシナブルセラミックスを筒状または柱状に成形することで成形体を作製する工程と、
金属からなる基体において上端面から下方に延在する部分を有するように形成されている連通孔に対して前記成形体をその上端面が露出するように圧入し、前記連通孔のうち前記基体の上端面から下方に延在する部分の側面に対して全周にわたって前記成形体の外側面を密着させる工程と、
前記基体および前記成形体のそれぞれの上端面に、溶射によりセラミックコーティング膜からなる保護層を形成する工程と、
前記成形体が柱状である場合、前記成形体にその軸線方向に貫通し、前記保護層の貫通孔に連通する中空部を形成する工程と、
前記保護層をその厚み方向に貫通し、前記成形体の中空部に連通する貫通孔を形成する工程と、
内側面および下端面のそれぞれの少なくとも一部を、表面粗さRaが0.1〜1.0[μm]の範囲に含まれるように仕上げ加工する工程と、を含むことを特徴とする静電チャックの製造方法。
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